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本论文主要利用离子辐照模拟中子辐照来研究低活化铁素体／马氏体钢的辐照效应。低活化铁素体/马氏体钢是国际热核聚变试验堆和未来商用核聚变堆的主要候选结构材料,而本论文中所用到的低活化钢是由华中科技大学设计的Cr-W-V-N-Ti系低活化马氏钢——超洁净低活化马氏体钢(SCRAM钢),它以Ti替代Ta,并用真空感应熔炼联合保护气氛电渣重融工艺制备得到。1、在不同温度下,对不同Ti含量的SCRAM钢进行自离子辐照(5dpa,40dpa和50dpa的Fe离子),用透射电子显微镜观察SCRAM钢辐照前后的微观结构变化。辐照后,SCRAM钢中的碳化物(M23C6相)出现了不同程度的粗化,粗化率随辐照剂量增加而增大；且含Ti量高的SCRAM钢粗化率要小于含Ti量低的SCRAM钢。在高剂量辐照条件下(40dpa和50dpa),SCRAM钢中产生了许多细小析出相；这些细小析出相在高Ti含量的SCRAM钢中主要为(Ti,V)(C,N)成分的MX相,并且尺寸更小,密度更大。40dpaFe+15appmHe/dpa+60appmH/dpa的三束离子辐照SCRAM钢后产生了辐照硬化现象,其拉伸强度变大,冲击功变小,而且含Ti量高的SCRAM钢的辐照硬化较小。相应的微观结构结果表明Ti含量低的SCRAM钢的析出物粗化和马氏体板条变宽现象更加明显,而且析出物上Cr元素的富集与Fe元素的贫化现象也更加明显,这可能是导致辐照硬化的原因。Ti元素的加入有利于形成在辐照下更加稳定、不容易粗化的MX相产生；含Ti量高的低活化马氏体钢在辐照下结构更加稳定,力学性能相对下降减小。2、在350℃和550℃下,对SCRAM钢进行40dpa Fe单束离子和40dpaFe+15appm He/dpa双束离子辐照。双束离子辐照后的SCRAM钢中的气泡尺寸更大,肿胀率更高；且析出的细小析出相尺寸也变大,密度变小。550℃双束离子辐照的样品产生的气泡尺寸最大。辐照后碳化物尺寸变大；而且在碳化物上出现Fe的贫化和Cr的富集现象,350℃时这种现象更明显,这可能是高温时Cr在钢的溶解度会提高很多所导致的。3、为了研究H、He协同效应对低活化钢辐照肿胀的影响,我们在250℃-650℃下对SCRAM钢进行了He离子单束和He+H双束离子辐照实验。透射电镜结果表明：He预辐照过的样品的气泡尺寸和肿胀率在H的辐照后显著增大了,这可能是由于H吸附在He泡上。随着温度上升,由于气泡的移动、合并,气泡尺寸和样品肿胀率随之增大并在450℃达到峰值；温度进一步上升后,点缺陷的移动、湮灭抑制了气泡的长大；温度高于500℃时,气泡变得不稳定、分解或从表面逃逸,到650℃时已经观察不到气泡了。随后,我们利用单束(He或H)和双束(He+H或H+He)辐照SCRAM钢来研究H、He协同效应对低活化钢微观结构的影响,及H、He各自的作用。He辐照后观察到少量He泡,H辐照后则没有气泡产生。对于He+H双束辐照,H剂量较低时,He泡的密度先急剧增大；而在H剂量增大时,He泡的尺寸迅速变大。H+He双束辐照后也观察到了He泡,其尺寸要明显小于同等条件下的He+H双束辐照后的He泡。H、He协同效应中,H可以增强He及He-V团簇的扩散,帮助He泡的形核与生长：He泡可以提高H的滞留,并形成He-H-V复合体,增大肿胀。