本论文利用正离子加速器对Zr-702进行了120keV的质子、氮离子和氩离子辐照试验,研究了辐照前后材料的表面纳米硬度、拉伸、动态拉伸形变与摩擦磨损等力学性能及组织的变化规律,并通过SRIM模拟与XRD、XPS和TEM等手段,探讨了Zr-702的辐照硬化机理。氩离子辐照后,Zr-702的抗拉强度略有上升、延伸率略有下降,质子和氮离子辐照对该材料的抗拉强度和延伸率没有影响;Zr-702的纳米硬度随氩离子注量的增加明显升高,并在入射深度方向出现峰值;氩离子和氮离子辐照导致Zr-702动态拉伸变成中出现了大量晶粒塌陷、表面皲裂和微孔聚集形成裂纹等现象,主裂纹沿着垂直于拉伸的方向呈折线型扩展;在氩离子辐照注量较小时,Zr-702的平均摩擦系数变大,磨损率增大,出现了磨粒磨损,但当辐照注量达2×10¹⁶/cm²后,摩擦系数和磨损率减小。在离子辐照条件下,Zr-702力学性能及组织的变化原因是辐照硬化,氩离子、氮离子和质子辐照对Zr-702的硬化效应依次减弱。辐照硬化机制主要是固溶强化和缺陷强化。随着辐照注量的增加,一方面点阵畸变程度增加,另一方面点缺陷通过运动,形成更大尺度的缺陷,使辐照硬化效果逐渐增强。