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金属学报  2012, Vol. 48 Issue (6): 649-653    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2012.00072
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纳米结构14Cr-ODS铁素体钢的制备与微观结构
吕铮,卢晨阳,张守辉,谢锐,刘春明
东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室, 沈阳 110819
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NANO-STRUCTURED 14Cr-ODS FERRITIC STEEL
LU Zheng, LU Chenyang, ZHANG Shouhui, XIE Rui, Liu Chunming
Key Laboratory for Anisotropy and Texture of Materials (Ministry of Education), Northeastern University, Shenyang 110819
全文: PDF(1644 KB)  
摘要: 采用机械合金化和热等静压技术制备纳米结构14Cr-ODS铁素体钢, 利用SEM, XRD和EDS等手段分析了机械合金化过程中粉末形态和结构的变化以及合金元素的固溶情况,  通过TEM研究了14Cr-ODS铁素体钢的微观结构及其在短时高温下的稳定性. 结果表明, 元素粉末经机械合金化过程中发生反复的冷焊和断裂导致粉末尺寸先增加(0--2 h)后下降 (2-70 h), 晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小, 同时Cr, W和Y2O3等固溶入Fe基体中. 纳米结构14Cr-ODS钢中存在3种析出相: 极高密度的、尺寸在几个纳米的富Y-Ti-O团簇, 少量Y2Ti2O7析出相和块状富Cr-Ti相. 经1250 ℃, 8 h短时高温热处理后, 纳米团簇显示出了良好的稳定性, Y2Ti2O7相的密度增加.
关键词 ODS钢机械合金化热等静压富Y-Ti-O团簇稳定性    
Abstract:Nano-structured oxide dispersion strengthened (ODS) ferritic steels are the leading candidates of fuel cladding for future fast neutron feeder reactors due to their excellent radiation tolerance and high-temperature creep strength. A 14Cr-ODS steel was prepared by mechanical alloy (MA) and hot isostatic pressing (HIP) methods. The morphology and microstructure of MA powders and the microstructure of 14Cr-ODS steel were characterized by SEM, XRD, EDS and TEM. The results showed that during the MA, the size of powders increases with the increasing milling time (0-2 h), then decreases with the increasing milling time (2-70 h). The grain size decreases with the increasing milling time. The alloying elements and Y2O3 dissolve fully into Fe matrix during MA after 70 h. Three kinds of precipitates are observed in the consolidated 14Cr-ODS steel: very high number density of nanoscale Y-Ti-O-rich clusters, few pyrochlore structure Y2Ti2O7 particles and some Cr-Ti-rich particles. The clusters exhibits good high temperature stability at\linebreak 1250 ℃ for 8 h, while the density of Y2Ti2O7 precipitates increases.
Key wordsODS steel    mechanical alloying    hot isostatic pressing    Y-Ti-O-rich cluster    stability
收稿日期: 2012-02-15      出版日期: 2012-06-11
基金资助:

国家自然科学基金项目50971033和91026013, 国家重点基础研究发展计划项目2011CB610405,教育部新世纪优秀人才支持计划项目NCET-10-0302, 中央高校基本业务费N100402001及沈阳市科学技术计划项目F10-205-1-52资助

通讯作者: 吕铮     E-mail: luz@smm.neu.edu.cn
作者简介: 吕铮, 男, 1970年生, 教授, 博士

引用本文:

吕铮,卢晨阳,张守辉,谢锐,刘春明. 纳米结构14Cr-ODS铁素体钢的制备与微观结构[J]. 金属学报, 2012, 48(6): 649-653.
LU Zheng, LU Chenyang, ZHANG Shouhui, XIE Rui, Liu Chunming. PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NANO-STRUCTURED 14Cr-ODS FERRITIC STEEL. Acta Metall Sin, 2012, 48(6): 649-653.

链接本文:

http://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2012.00072      或      http://www.ams.org.cn/CN/Y2012/V48/I6/649

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