Water cooled ceramic breeding blanket is a key component of the China Fusion Engineering Test Reactor. As the plasma-facing components (PFCs) of Blanket exposed to plasma directly, the manufacturing process of reduced activation ferritic/martensitic (RAFM) steel faces severe challenges. In this study, RAFM steel PFCs was fabricated using selective laser melting, and the impact of heat treatment processes on its microstructure and properties was thoroughly analyzed. The results indicated that tempering after normalizing (NT) most effectively enhanced the comprehensive mechanical properties of RAFM steel at room temperature (σb = 668.8 MPa, δ = 16.1%). The original RAFM steel exhibited a pronounced checkerboard scanning feature with cubic texture, characterized by an orderly distribution of coarse lath martensite and fine acicular martensite. The checkerboard feature disappeared and grains tend to be uniform after heat treatment. The dense dislocation networks appeared and carbides precipitated in original specimens, which exhibited dislocation strengthening was the primary mechanism. However, dislocations began to release and carbides precipitated along the lath boundaries or within the martensitic grains with the recrystallization process after thermal treatment. Precipitations were mainly Cr-rich M23C6 carbides and Ta, V-rich MX carbonitrides via detected. And the dominant mechanisms were precipitation and fine grain strengthening in NTed, HIPed and NHed specimens. Overall, the 740 °C tempering after 980 °C normalizing heat treatment processes were effective in enhancing the microstructure and comprehensive mechanical properties of RAFM steel. This work provided prominent guiding values for high-performance manufacturing of the first wall on fusion reactors.
水冷式セラミック増殖ブランケットは、中国核融合工学試験炉の主要構成要素である。ブランケットのプラズマ対向機器（PFCs）としてプラズマに直接さらされるため、低放射化フェライト/マルテンサイト（RAFM）鋼の製造プロセスは深刻な課題に直面している。本研究では、RAFM鋼PFCsを選択的レーザー溶融により作製し、熱処理プロセスがその微細組織と特性に及ぼす影響を徹底的に分析した。結果は、焼ならし後の焼戻し（NT）が室温でのRAFM鋼の総合的な機械的特性を最も効果的に向上させたことを示した（σb = 668.8 MPa、δ = 16.1%）。元のRAFM鋼は、立方体集合組織を有する顕著な市松模様の走査特徴を示し、粗大なラスマルテンサイトと微細な針状マルテンサイトの規則的な分布によって特徴づけられた。熱処理後、市松模様の特徴は消滅し、結晶粒は均一になる傾向があった。元の試験片には高密度の転位網が出現し、炭化物が析出し、これは転位強化が主なメカニズムであることを示した。しかしながら、熱処理後の再結晶過程に伴い、転位は解放され始め、炭化物はラス境界に沿って、またはマルテンサイト粒内に析出した。検出された析出物は、主にCrリッチなM23C6炭化物とTa、VリッチなMX炭窒化物であった。そして、主要な強化メカニズムは、NT処理、HIP処理、NH処理を施した試験片における析出強化と微細粒強化であった。全体的に、980 °Cでの焼ならし後の740 °Cでの焼戻し熱処理プロセスは、RAFM鋼の微細組織と総合的な機械的特性の向上に効果的であった。この研究は、核融合炉の第一壁の高性能製造にとって顕著な指針的価値を提供した。