放電等離子燒結(jié)溫度對14Cr-ODS鐵素體鋼顯微組織及力學(xué)性能的影響.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)ODS鋼具有優(yōu)異的抗輻照抗氦脆性能和良好的高溫強(qiáng)度，成為聚變堆第一壁/包層重要要的候選結(jié)構(gòu)材料。納米結(jié)構(gòu)ODS鋼優(yōu)異的性能源于其特征性的微觀結(jié)構(gòu)，制備工藝是影響其微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。本文以14Cr-ODS鐵素體鋼為研究對象，通過機(jī)械合金化法制備名義成分為Fe-14Cr-2W-0.3 Ti-0.3 Y2O3(wt％)的過飽和合金粉，分別在950℃、975℃、1000℃和1025℃進(jìn)行放電等離子燒結(jié)(SPS)。利用TEM、HRTEM

2、、SEM、EBSD等分析手段對ODS鋼的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，對致密度、硬度和拉伸性能進(jìn)行了測量，分析了不同放電等離子燒結(jié)溫度對14Cr-ODS鐵素體鋼的顯微組織和力學(xué)性能的影響，得出如下結(jié)論:
　　(1)通過放電等離子燒結(jié)，在950℃、975℃、1000℃、1025℃所制備的14Cr-ODS鐵素體鋼的致密度均達(dá)到了97％以上。
　　(2)14Cr-ODS鋼950℃、975℃、1000℃、1025℃SPS的平均晶粒尺寸分別為0.

3、17μm、0.21μm、0.51μm和1.22μm。隨著燒結(jié)溫度的提高，晶粒尺寸變大。
　　(3)利用TEM對不同放電等離子體燒結(jié)溫度下制備的14Cr-ODS鋼中的納米析出相進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn)，不同溫度SPS燒結(jié)樣品中均含有富Y-Ti-O納米析出相和TiCr2O4相。950℃SPS樣品中TiCr2O4析出相平均尺寸為56.1nm，密度約為1.14×1020個(gè)/m3，Y-Ti-O析出相平均尺寸為5.7nm，密度約為6.67×1022個(gè)/m

4、3;975℃SPS樣品中TiCr2O4析出相平均尺寸為70.6nm，密度約為1.12×1020個(gè)/m3，Y-Ti-O析出相平均尺寸為6.6nm，密度約為7.75×1022個(gè)/m3;1000℃SPS樣品中TiCr2O4析出相平均尺寸為130.3nm，密度約為7.9×1020，Y-Ti-O析出相平均尺寸為9.6nm,密度約為5.44×1022個(gè)/m3;1025℃SPS樣品中TiCr2O4析出相平均尺寸為167.5nm，密度約為6.69×10

5、20，Y-Ti-O析出相平均尺寸為30.3nm，密度約為4.74×1022個(gè)/m3。隨著放電等離子體燒結(jié)溫度的提高，TiCr2O4析出相和Y-Ti-O析出相的平均尺寸增大，密度降低。
　　(4)14-Cr ODS鋼的硬度隨著燒結(jié)溫度的提高而下降。950℃、975℃、1000℃、1025℃SPS分別為858 HV、759HV、586HV和554HV。
　　(5)14Cr-ODS鐵素體鋼在常溫和高溫下具有良好的拉伸性能，隨著溫度