Oxide dispersion-strengthened (ODS) steel is a promising structural material in fusion reactors, nanoparticles in matrix pin grain boundaries, and capture point defects and they delay the performance degradation caused by creep and irradiation. In this paper, RAFM steel with Y2O3 was formed by selective laser melting (SLM) and the microstructural evolution under creep and irradiation were closely studied. SLM-formed ODS-RAFM steel had a longer high-temperature creep life than RAFM steel at the same stress and temperature, the fined grains were closely related to recrystallisation and pinning of oxide. The ODS-RAFM steel exhibited great irradiation stability, the lath width slightly increased, and the hardening rate was smaller than RAFM steel. During the irradiation process, continuously precipitated new MX carbides and Y–Ta–O oxide occurred in ODS-RAFM steel, which resisted the growth of grains. The above research results explained the microstructural evolution of RAFM steel and the change of performance under high temperature and an irradiation environment of fusion reactors, which verified the significant role of Y2O3 nanoparticles in maintaining high temperature stability and irradiation resistance, hence providing a strong theoretical basis for the ODS-RAFM steel of the future to be fully used as the blanket structural material of nuclear fusion reactors.
酸化物分散強化（ODS）鋼は核融合炉における有望な構造材料であり、マトリックス中のナノ粒子が粒界をピン留めし、点欠陥を捕獲して、クリープおよび照射によって引き起こされる性能劣化を遅延させる。本論文では、Y2O3を添加したRAFM鋼を選択的レーザー溶融（SLM）により作製し、クリープおよび照射下での微細組織発展を詳細に研究した。SLMで作製したODS-RAFM鋼は、同じ応力および温度においてRAFM鋼よりも長い高温クリープ寿命を示し、微細化された結晶粒は再結晶および酸化物のピン留めと密接に関連していた。ODS-RAFM鋼は優れた照射安定性を示し、ラス幅はわずかに増加し、硬化率はRAFM鋼よりも小さかった。照射プロセス中、ODS-RAFM鋼には新たなMX炭化物およびY–Ta–O酸化物が連続的に析出し、これが結晶粒の成長を抑制した。上記の研究成果は、核融合炉の高温および照射環境下におけるRAFM鋼の微細組織発展と性能変化を説明し、Y2O3ナノ粒子が高温安定性と耐照射性の維持において重要な役割を果たすことを検証し、それにより将来のODS-RAFM鋼が核融合炉のブランケット構造材料として十分に使用されるための強力な理論的根拠を提供するものである。