ODS鐵素體耐熱鋼燒結(jié)過程中的相變.pdf

1、ODS鐵素體鋼以其優(yōu)異的高溫性能及低活件作為核反應(yīng)堆包殼管的代表材料。ODS鋼中的元素在燒結(jié)過程中扮演著重要的角色,因此研究它們?cè)跓Y(jié)過程中對(duì)奧氏體化溫度的影響有著重要的指導(dǎo)意義。本文主要針對(duì)Fe-0.3Y2O3(wt.％)(簡(jiǎn)稱Fe—Y)和Fe-9Cr-0.2Ti-0.3Y2O3(wt.％)(簡(jiǎn)稱Fe-Cr-Ti-Y)兩個(gè)體系進(jìn)行了研究。采用差熱分析儀進(jìn)行燒結(jié),分析DTA曲線并確定合適的升溫速率。在此基礎(chǔ)上,對(duì)兩個(gè)體系的粉末進(jìn)行不同時(shí)

2、間的球磨,結(jié)合DTA曲線,XRD,SEM,粉末燒結(jié)理論,第二相釘扎理論對(duì)兩個(gè)體系燒結(jié)過程中的相變進(jìn)行分析。本文實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及得到的結(jié)論有:
　　 將Fe-0.3Y2O3(wt.％)體系按比例進(jìn)行機(jī)械合金化,球磨時(shí)間分別為0h,12h,20h,30h,將粉末壓片在差熱分析儀(DTA)中進(jìn)行1000℃燒結(jié),得到同步DTA曲線,分析Y2O3的加入及不同的球磨時(shí)間對(duì)Fe-Y系奧氏體轉(zhuǎn)變溫度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,球磨時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致晶粒中位錯(cuò)

3、的增加及粉末晶粒的細(xì)小,兩者均會(huì)降低奧氏體的起始轉(zhuǎn)變溫度。而Y2O3可以釘扎奧氏體晶界,對(duì)奧氏體的形成起一定的阻礙作用,從而擴(kuò)大了奧氏體相變區(qū)域。
　　 在Fe-Y體系的基礎(chǔ)上先后加入9％Cr(wt.％)、0.2％Ti(wt.％),構(gòu)成Fe-Cr-Y和Fe-Cr-Ti-Y體系。將兩體系的粉末進(jìn)行不同時(shí)間的球磨,分析球磨不同時(shí)間后Cr、Ti對(duì)燒結(jié)過程中奧氏體轉(zhuǎn)變溫度的影響。為了探索在1000℃進(jìn)行燒結(jié)樣品中是否存在Ti-Y-O,于

4、是將Ti及Y2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均擴(kuò)大10倍,便于XRD檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)Fe-Cr-Y粉末未經(jīng)球磨時(shí),Cr只能通過加熱過程中的擴(kuò)散固溶到基體中,所以此時(shí)Cr濃度小于7％,致使α-Fe()γ-Fe同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)隨Cr在基體中濃度增大而降低,當(dāng)球磨10h時(shí),Cr在基體中大量固溶使?jié)舛冗_(dá)到7％以上,此時(shí)α-Fe()γ-Fe同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)隨Cr濃度增大而升高,奧氏體轉(zhuǎn)變開始溫度隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)也逐漸升高,當(dāng)球磨時(shí)間為20h時(shí),Cr完全固溶于