论文部分内容阅读
纳米氧化物弥散强化（ODS）铁素体钢的性能及制备工艺研究一直是许多科学研究者努力的方向。本文首先简要介绍了核聚变堆、聚变堆结构材料的研究现状，并对ODS合金的制备工艺进行了综述。在已有理论的基础上，采用机械合金化技术对原料粉末球磨，制备出Fe-14Cr-2.5W-0.4Ti-0.3Y2O3-xSi（wt%）名义成分的粉末；随后对合金粉末进行退火+压制成型+真空烧结处理以制备出14Cr-ODS铁素体钢。实验对制备的14Cr-ODS铁素体钢进行了相对密度测试、力学性能测试、硬度测试及恒温氧化实验，采用一系列分析测试手段（XRD、OM、SEM+EDS）研究了MA工艺参数、烧结温度及Si含量对合金室温组织性能、高温氧化行为的影响。得到的主要结论如下：1.原始粉末在230r/min，球料比20：1下球磨48h后可以实现粉末的合金化，合金粉末成分接近设计成分。球磨48h的合金化粉末添加1%SA球磨再4h可以使粉末颗粒边界圆润，SA对粉末起到自润滑的作用，提高粉末的压制性能。2.合金中添加Si可以带来材料致密度的显著提升，添加5wt%Si的合金1380°C下烧结时相对密度可达93.7%。3.14Cr-ODS成分合金在1300°C真空烧结的组织均匀，晶粒细小等轴分布，拥有最佳的力学性能，分别为强度468.54Mpa，伸长率25.21%，硬度178.3HV。添加3wt%Si的合金1300°C烧结时性能明显改善，抗拉强度、伸长率、显微硬度分别为：653.36Mpa、28.56%、276.8HV。4.添加Si的14Cr-ODS铁素体钢的氧化膜组织致密平坦，抗氧化性能优异，说明添加Si能够显著改善合金的抗氧化性能。