粉末热锻制备9Cr-ODS钢的微观组织和力学性能研究

摘要：ODS钢因其优异的高温力学性能和抗辐照能力被认为是新一代核反应堆最具潜力的结构材料之一。在机械合金化后,通过粉末热锻成型的方法制备了一种低活化9Cr-ODS钢。采用SEM、XRD、TEM及拉伸实验等研究了粉末形貌和粒度随球磨时间的变化规律,以及热处理后9Cr-ODS钢的微观组织及力学性能。实验结果表明,球磨至50 h后,粉末的粒度、晶粒尺寸和晶格畸变趋于稳态。热处理后的9Cr ODS钢成功获得了具有高密度位错的回火马氏体组织,晶粒细小,析出相为M23C6碳化物及Y-Ti-O型氧化物。氧化物颗粒的平均直径为10.2nm,数密度约为1.3×1022m-3。粉末热锻成型的9Cr-ODS钢的致密度达到了99.4%,并具有优良的强塑性,其室温抗拉强度和屈服强度分别为910MPa和750MPa,700℃时分别为200MPa和160MPa。     

热处理对一种双峰晶粒结构超低碳9Cr-ODS钢显微组织与力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备了一种具有双峰晶粒结构的超低碳9Cr-ODS (氧化物弥散强化)钢,通过OM、SEM、TEM、显微硬度和拉伸性能测试,研究了热处理工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,超低碳9Cr-ODS钢经正火+回火后为回火马氏体组织,具有粗、细晶分明的结构特征。细晶区的平均晶粒尺寸约为1.6μm,粗晶区的平均晶粒尺寸约为4.3μm。同时,基体中存在大量的位错结构,且纳米级氧化物数密度可达约1022m-3。不同的热处理工艺不会改变超低碳9Cr-ODS钢粗、细晶双峰晶粒结构特征。经热处理后,细晶区比粗晶区具有更高的硬度。随正火温度升高,粗、细晶区的显微硬度先上升后下降,且在1100℃正火时达到最高。正火温度一定,回火温度从700℃升高至800℃时,粗、细晶区的显微硬度先下降后上升。700和750℃回火时,组织得到回复,发生软化,温度越高硬度越低;而在800℃回火时,超低碳9Cr-ODS钢因发生部分奥氏体相变导致硬度提高。25℃拉伸实验结果与硬度的变化趋势一致,随回火温度升高,超低碳9Cr-ODS钢的强度先降低后增加,延伸率则呈现相反趋势。700℃拉伸实验结果表明,超低碳9Cr...