合金成分對納米結(jié)構(gòu)9Cr-ODS鋼微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)氧化物彌散強(qiáng)化鋼（納米結(jié)構(gòu)ODS鋼）的特征性微觀結(jié)構(gòu)（超高密度的富Y-Ti-O納米析出相、高密度的位錯和亞微米級的晶粒尺寸）使其具有優(yōu)異的抗輻照抗氦脆性能和良好的高溫強(qiáng)度，成為未來核聚變堆第一壁的領(lǐng)先候選結(jié)構(gòu)材料。超高密度的富Y-Ti-O納米析出相是決定納米結(jié)構(gòu)ODS鋼性能的關(guān)鍵因素，目前文獻(xiàn)報道的富Y-Ti-O納米析出相有多種類型，其結(jié)構(gòu)、尺寸、密度等均有不同，取決于材料的成分和制備工藝。納米結(jié)構(gòu)ODS鋼處在研發(fā)的早期階段，對

2、不同類型富Y-Ti-O納米析出相形成和演化機(jī)制及其對性能的影響等還缺乏深入的理解，因此制約納米結(jié)構(gòu)ODS鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和性能的提高。本論文在9Cr-ODS鋼基礎(chǔ)上，調(diào)整材料中的Y/Ti原子比。通過機(jī)械合金化和熱等靜壓得到具有不同Y/Ti比的9Cr-ODS鋼。利用SEM、XRD等手段對機(jī)械合金化得到的合金粉形態(tài)、物相組成進(jìn)行測試;采用EBSD、TEM、HRTEM等手段對材料的微觀組織，主要包括晶粒尺寸大小、析出相種類和分布情況進(jìn)行表征，同時

3、對樣品進(jìn)行力學(xué)性能測試。研究了Y/Ti比對9Cr-ODS鋼的納米析出相種類、尺寸、密度等微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，為新型納米結(jié)構(gòu)ODS鋼的研發(fā)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。通過研究獲得如下結(jié)果:
　　(1) Y/Ti=0.14和Y/Ti=0.989的兩個樣品經(jīng)熱等靜壓后實際密度均能達(dá)到理論密度的98％以上;
　　(2)利用EBSD分析表明，Y/Ti=0.14和Y/Ti=0.989樣品晶粒尺寸為亞微米級，以500nm以下小尺寸晶粒為主，兩個

4、樣品組織均沒有明顯的各向異性。
　　(3)成分為Y/Ti=0.14樣品中，析出相包括富Y-Ti-O納米團(tuán)簇和Y2Ti2O7相兩種納米析出相，Y-Ti-O納米團(tuán)簇尺寸約2-3 nm左右、密度為1.25×1023個/m3，Y2Ti2O7相的尺寸約為10nm，數(shù)量較少;而成分為Y/Ti=0.989樣品中，Y-Ti-O納米團(tuán)簇的密度減少，約為7.0×1022個/m3，而Y2Ti2O7相密度和尺寸都增加。在Y/Ti=0.989樣品中存在富C