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

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.
, , , , . PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NANO-STRUCTURED 14Cr-ODS FERRITIC STEEL[J]. Acta Metall Sin, 2012, 48(6): 649-653.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 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 words： ODS steel    mechanical alloying    hot isostatic pressing    Y-Ti-O-rich cluster    stability 收稿日期: 2012-02-15      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 作者简介: 吕铮, 男, 1970年生, 教授, 博士 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 吕铮 卢晨阳 张守辉 谢锐 刘春明 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2012.00072      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2012/V48/I6/649 [1] Maziasz P J.  J Nucl Mater, 1985; 133: 134 [2] Yvon P, Carre F.  J Nucl Mater, 2009; 385: 217 [3] Klueh R L, Gelles D S, Jitsukawa S, Kimura A, Odette G R,Schaaf B, Victoria M.  J Nucl Mater, 2002; 307-311: 455 [4] Ukai S, Fujiwara M.  J Nucl Mater, 2002; 307-311: 749 [5] Odette G R, Alinger M J, Wirth B D.  Annu Rev Mater Res,2008; 38: 471 [6] Yamashita S, Ohtsuka S, Akasaka N, Ukai S, Ohnuki S. Philos Mag Lett, 2004; 84: 525 [7] Odette G R, Hoelzer D T.  JOM, 2010; 62: 84 [8] Ukai S, Ohtsuka S.  Energy Mater, 2007; 2: 26 [9] Ratti M, Leuvrey D, Mathon M H, Carlan Y.  J Nucl Mater,2009; 386-388: 540 [10] Larson D J, Maziasz P J, Kim I S, Miyahara K.  Scr Mater,2001; 44: 359 [11] Hirata A, Fujita T, Wen Y R, Schneibel J H, Liu C T, Chen M W. Nature Mater, 2011; 10: 922 [12] Klimenkov M, Lindau R, Moeslang A.  J Nucl Mater,2009; 386-388: 553 [13] Lu Z, Faulkner R G, Riddle N, Martino F D, Yang K.  J Nucl Mater,2009; 386-388: 445 [14] Marquis E A.  Appl Phys Lett, 2008; 93: 181904 [15] Alinger M J, Odette G R, Hoelzer D T.  J Nucl Mater,2004; 329-333: 382 [16] Miao P Odette G R, Yamamoto T, Alinger M, Klingensmith D. J Nucl Mater, 2008; 377: 59   [1] 王磊, 刘梦雅, 刘杨, 宋秀, 孟凡强. 镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1173-1189. [2] 卢楠楠, 郭以沫, 杨树林, 梁静静, 周亦胄, 孙晓峰, 李金国. 激光增材修复单晶高温合金的热裂纹形成机制[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1243-1252. [3] 袁江淮, 王振玉, 马冠水, 周广学, 程晓英, 汪爱英. Cr2AlC涂层相结构演变对力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 961-968. [4] 冯艾寒, 陈强, 王剑, 王皞, 曲寿江, 陈道伦. 低密度Ti2AlNb基合金热轧板微观组织的热稳定性[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 777-786. [5] 徐磊, 田晓生, 吴杰, 卢正冠, 杨锐. 热等静压成形Inconel 718粉末合金的显微组织和力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 693-702. [6] 吴欣强, 戎利建, 谭季波, 陈胜虎, 胡小锋, 张洋鹏, 张兹瑜. 耐Pb-Bi腐蚀Si增强型铁素体/马氏体钢和奥氏体不锈钢的研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 502-512. [7] 芮祥, 李艳芬, 张家榕, 王旗涛, 严伟, 单以银. 新型纳米复合强化9Cr-ODS钢的设计、组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1590-1602. [8] 温冬辉, 姜贝贝, 王清, 李相伟, 张鹏, 张书彦. MoNb改性FeCrAl不锈钢高温组织演变和力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 883-894. [9] 张家榕, 李艳芬, 王光全, 包飞洋, 芮祥, 石全强, 严伟, 单以银, 杨柯. 热处理对一种双峰晶粒结构超低碳9Cr-ODS钢显微组织与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(5): 623-636. [10] 沈国慧, 胡斌, 杨占兵, 罗海文. 回火温度对含 δ 铁素体高铝中锰钢力学性能和显微组织的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 165-174. [11] 皇甫顥, 王子龙, 刘永利, 孟凡顺, 宋久鹏, 祁阳. W1 - x Ir x 固溶合金几何结构、电子结构、力学和热力学性能的第一性原理计算[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 231-240. [12] 王韬, 龙弟均, 余黎明, 刘永长, 李会军, 王祖敏. 超高压烧结制备14Cr-ODS钢及微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 184-192. [13] 聂金凤, 伍玉立, 谢可伟, 刘相法. Al-AlN异构纳米复合材料的组织构型与热稳定性[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1497-1508. [14] 毛斐, 吕皓, 唐法威, 郭凯, 刘东, 宋晓艳. Mn和In添加对SmCo7结构稳定性及磁矩影响的第一性原理计算[J]. 金属学报, 2021, 57(7): 948-958. [15] 王一涵, 原园, 喻嘉彬, 吴宏辉, 吴渊, 蒋虽合, 刘雄军, 王辉, 吕昭平. 纳米晶合金热稳定性的熵调控设计[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 403-412. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed