ODS铁素体钢中弥散氧化物的研究进展

ODS 铁素体钢具有优异的高温力学性能和抗辐照能力, 有望成为新一代先进反应堆如超临界水堆包壳管的候选材料以及未来聚变堆的结构材料.ODS铁素体钢的这种优异性能主要源于其内部弥散分布的细小氧化物颗粒.回顾了国内外所涉及的关于ODS铁素体钢中氧化物弥散强化颗粒的研究进展,包括氧化物弥散粒子的选择、检测、分解和析出机理、存在形式等,展望了目前ODS铁素体钢的应用前景并总结了存在的问题.     

用于超临界水堆燃料包壳的ODS铁素体钢的研究进展

 超临界水堆具有热效率高、系统简化、成本低等优点,成为第四代核反应堆中优先发展的堆型。ODS铁素体钢由于其优异的高温力学性能和良好的抗辐照能力成为超临界水堆包壳最有希望的候选材料。本文旨在回顾ODS铁素体钢制造工艺,包括机械合金化参数的优化,热处理工艺的选择以消除力学性能上的各向异性。根据超临界水堆包壳的服役条件,结合最新的实验数据,对ODS铁素体钢的高温力学性能、在超临界水中的耐腐蚀性以及中子辐照稳定性进行了总结和展望。     

机械合金化制备含氮ODS奥氏体不锈钢粉末

以纯金属粉末Fe、Cr、Ni、W、Ti和纳米Y2O3为原料(成分配比为Fe-18Cr-8Ni-2W-1Ti-0.35Y2O3),通过在氮气氛围下高能球磨的方式实现混合粉末的合金化。在球磨时间不变的情况下,改变氮气压力,获得含氮量不同的合金钢粉末。研究了氮含量对粉末形貌、粒度、粉末相组成、晶格畸变程度以及合金化效果的影响。球磨后的粉末在900和1100℃下退火,研究了退火温度及含氮量对退火后粉末相组成的影响。     

热处理工艺对氧化物弥散强化Fe-Cr合金微观结构和致密化的影响

将预合金粉雾化粉与Ti粉、纳米Y₂O₃粉混合后进行机械合金化，所得粉末用热等静压进行固结，采用不同的热处理参数对所得样品进行热处理。利用扫描电镜及透射电镜（TEM）等检测工具进行检测。结果表明，机械合金化中导致的孔洞会在热等静压后保留在试样基体中，随正火温度的提高，孔洞的形貌由不规则大孔洞变为细小均匀分散的小孔;在1100℃下保温5h后，孔洞粗化。TEM显示，随正火温度的提高，晶粒发生长大而粗化，并伴随着显微硬度的下降，当在1050℃后继续增加温度，则硬度变化不明显。     

球磨参数对ODS奥氏体不锈钢机械合金化效果的影响

为了研究球磨参数对ODS奥氏体不锈钢机械合金化效果的影响,以Fe、Cr、Ni、W、Ti纯金属元素粉末和纳米Y2O3为原料进行混合(配比为Fe-18Cr-8Ni-2W-1Ti-0.35Y2O3,质量分数),通过高能球磨的方式实现混合粉末的机械合金化.研究球磨时间、转速的变化对粉末粒度、成分均匀度和固溶程度的影响.结果表明,在真空环境下,球料比为10∶1、转速为380r/min、球磨时间60h时,粉末达到了很好的机械合金化效果,成分分布均匀;当球磨时间延长到100h时,粉末颗粒达到最细,继续球磨,粉末将出现明显的团聚.对最优机械合金化工艺参数获得的粉末进行热压致密化研究表明,随着温度的升高,试样的密度随之升高,维氏硬度随之降低.     

初始原料和球磨气氛对ODS铁素体钢机械合金化的影响

分别采用纯金属粉和氮气雾化预合金粉作为机械合金化的初始原料,对它在球磨过程中的合金化效果、粉末形貌、粒度分布和过量氧含量的影响进行对比.结果表明:当使用雾化合金粉作为初始原料,球磨后合金元素的分布比采用纯金属粉为原料更加均匀.使用高纯氩气作为保护气氛比真空球磨更能有效减少合金粉末中的过量氧含量.