辐照脆化是指在核技术的设备中，零部件处于高能电子、中子等粒子流的辐射下，结构材料发生脆化，通常表现为几何尺寸变化，和塑性下降以及物理性能的变化。

在辐照条件下，压力容器钢会产生一系列的微结构缺陷，比如空位、间隙原子点缺陷及点缺陷团簇，这些缺陷从根源上导致了溶质原子的沉淀和偏聚等，使容器钢的韧脆性转变温度向高温区移动，产生辐照脆化效应。

对奥氏体钢，辐照脆化表现为拉伸试验或蠕变断裂试验中断裂延伸率降低。脆化随中子剂量单调增加，而辐照温度的影响则由于在不同温度区域存在的硬化恢复、高温脆 化(氦脆)以及基体软化而相当复杂。

铁素体的辐照脆化还表现为aK值下 降，塑脆转变温度(DBTT)和无塑性温度 (NDT)升高。铁素体钢不存在辐照引起的高温脆化(氦脆)。

辐照引起的延性下降，使部件服役寿命降低， 是燃料元件设计的限制因素。反应堆应力容器一般采用Mn—Ni—Mo系 低合金钢，应严格控制其P、Ni、Cu 元素限量，以减少材料受中子辐照后塑脆转变温度的升高，保证反应堆压力容器在寿期内安全运行。

Cu 在压力容器，尤其是老式压力容器辐照硬化和脆化中扮演着至关重要的角色。实际上，现代压力容器材料的Cu含量基本保持在0.10%以下，但老式压力容器材料的 Cu 含量则通常超过 0.15%。高Cu 合金及高 Cu 钢热加工过程中，最重要的一步工艺就是去应力退火，其主要参数包括退火温度和降温速度。

去应力退火一般在600~620 ℃进行，在这个过程中，晶界和位错处会形成 e-Cu 沉淀。在降温过程中，压力容器厚壁钢材的高热容量同样会造成溶解在基体中的Cu原子含量下降，从而降低材料对辐照脆化的敏感性。研究

表明，去应力退火温度越低，降温速度越慢，基体中剩余的Cu含量就越低。材料中Cu沉淀的硬化机制包括模量失谐、晶格错配以及沉淀物和位错的相互作用等。由于 fcc 结构 Cu的原子体积计算值和bcc结构Fe的原子体积计算值几乎一致，因此，研究普遍认为Fe和Cu原子体积不同引起的晶格错配对沉淀硬化的贡献很小，而Cu沉淀引起的硬化主要来源于沉淀物和 Fe 固溶体基体间模量不协调造成的模量失谐。Cu 溶解到 Fe 中时，其原子体积会增大，因此沉淀物中 Cu 的原子体积要比计算值更大。

材料试验反应堆通常被用来研究压力容器材料的中子辐照脆化行为。通常情况下，核电站堆内辐照监督处受到的中子辐照通量约为 n/(c㎡*s)，而材料试验反应堆的中子辐照通量要高出1~3个量级。与材料试验反应堆内钢板的辐照损伤相比，辐照通量较低的压水堆内钢板中所产生的富 Cu 沉淀物的尺寸更大，数密度更小，沉淀物中的Cu 含量更高沉淀物的尺寸更大，数密度更小，沉淀物中的Cu 含量更高。辐照通量影响了溶质沉淀的形成，从而对材料硬化产生影响。

辐照后退火对富 Cu 沉淀有 2 种影响机制。富 Cu 沉淀物溶解或者富 Cu 沉淀物粗化。溶解机制认为，辐照后退火在本质上将材料回归到初始未辐照状态，因此，材料在重新辐照时应该和原先的脆化速度基本一致。而在粗化机制影响下，由于基体中溶质含量降低，经过辐照后退火处理的材料的辐照脆化速度应该和初始态脆化速度有所不同。