700 ℃时效10000 h对Al、Si复合添加14Cr-ODS钢力学性能和组织稳定性的影响
收稿日期: 2025-09-25
修回日期: 2026-03-30
录用日期: 2026-04-16
网络出版日期: 2026-04-20
基金资助
国家自然科学基金(No. 52371126); 中国科学院战略性先导科技专项(No. XDA0410000); 中核集团领创项目(无)
Effects of Long-Term Thermal Aging at 700 °C up to 10000 h on Mechanical Properties and Microstructure of 14Cr-ODS Steel With the Addition of Al and Si
Received date: 2025-09-25
Revised date: 2026-03-30
Accepted date: 2026-04-16
Online published: 2026-04-20
Supported by
the National Natural Science Foundation of China(No. 52371126); the Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences(No. XDA0410000); LingChuang Research Project of China National Nuclear Corporation(无)
在14Cr-氧化物弥散强化(ODS)铁素体钢基础上复合添加Al和Si可进一步提高耐腐蚀性能,然而其长期高温稳定性尚不明确,影响核反应堆服役安全。本工作通过向14Cr-ODS钢中分别复合添加4%Al + 0.6%Si和4%Al + 1.5%Si (质量分数),制备了0.6Si-ODS和1.5Si-ODS钢,通过EBSD和TEM表征及拉伸性能测试等,研究了700 ℃、10000 h长期时效对其组织演化和力学性能的影响及作用机理。结果表明,Si含量从0.6%增加至1.5%对ODS钢时效前后的微观组织及力学性能没有明显影响。热处理态ODS钢中,纳米氧化物均弥散析出,0.6Si-ODS钢中析出YAlO3 (YAP)、Y4Zr3O12、Y2(Zr0.6Ti0.4)2O7和Y2Si2O7等多种类型,除此之外,1.5Si-ODS钢中还生成少量200 nm富Si氧化物。其中1.5Si-ODS钢中纳米氧化物的平均尺寸约为(6.3 ± 0.8) nm,数量密度达到2.3 × 1023 m-3。700 ℃时效10000 h后,两种钢的显微硬度、室温和高温(700 ℃)拉伸性能与时效前相比均基本未发生变化,其中1.5Si-ODS钢在700 ℃时的抗拉强度仅从214 MPa变为210 MPa、延伸率从37.5%变为36.8%,表现出优异的稳定性,其高的延伸率优于绝大多数同类ODS钢。时效后两种ODS钢中的纳米氧化物结构、数量密度及尺寸等均未发生明显变化,并强烈钉扎晶界和阻碍位错运动,有效延缓组织回复,从而确保了力学性能的稳定性。
李新乐 , 王旗涛 , 李尧志 , 尹梦婕 , 代华龙 , 李艳芬 . 700 ℃时效10000 h对Al、Si复合添加14Cr-ODS钢力学性能和组织稳定性的影响[J]. 金属学报, 0 : 0 . DOI: 10.11900/0412.1961.2025.00285
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