【摘 要】
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氧化物弥散强化（Oxide dispersion strengthened,ODS）钢是在铁素体钢的基础上发展起来的。在铁素体中添加Y2O3使合金内部生成高数密度的纳米级弥散分布的氧化物,这些细小的氧化物具有钉扎位错和晶界的作用,使ODS合金具有良好的高温力学性和抗辐照性能。本文通过机械合金化（Mechanical alloying,MA）制备合金化粉末,放电等离子体烧结（Spark plasma
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费专项资金项目,关于氧化物弥散强化材料合成的研究（编号:PA2020GDSK0089）；
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氧化物弥散强化（Oxide dispersion strengthened,ODS）钢是在铁素体钢的基础上发展起来的。在铁素体中添加Y2O3使合金内部生成高数密度的纳米级弥散分布的氧化物,这些细小的氧化物具有钉扎位错和晶界的作用,使ODS合金具有良好的高温力学性和抗辐照性能。本文通过机械合金化（Mechanical alloying,MA）制备合金化粉末,放电等离子体烧结（Spark plasma sintering,SPS）烧结合金样品,对Fe-（9-14）Cr和Fe-（9-14）Cr-0.25Y2O3合金粉在950℃采用放电等离子体烧结成型,对合金的致密度及硬度进行测量,对8CrY和13CrY合金在500℃进行2.5Me V Fe2+离子辐照。在950℃、1000℃、1050℃、1150℃选择不同温度进行放电等离子体烧结制备Fe-9Cr-0.25Y2O3-2W、Fe-9Cr-0.25Y2O3-0.2Ti、Fe-9Cr-0.25Y2O3-2W-0.2Ti、Fe-13Cr-0.25Y2O3-2W、Fe-13Cr-0.25Y2O3-0.2Ti和Fe-13Cr-0.25Y2O3-2W-0.2Ti合金。利用天平、维氏硬度计、万能电子试验机分别测量合金的致密度、硬度和拉伸性能。利用透射电子显微镜（Transmission electron microscopy,TEM）对1050℃烧结的合金样品进行微观结构表征。系统分析Cr含量对合金的硬度和致密度的影响,利用扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy,SEM）对辐照样品的表面形貌进行观察;然后分析不同烧结温度对合金的力学性能及微观结构的影响。结论如下:（1）950℃烧结的（9-14）Cr和（9-14）CrY合金的致密度约96%,合金硬度基本随Cr含量的增加而逐渐增大。（2）不同烧结温度下制备的6种ODS合金,950℃烧结合金的致密度低于90%,1000℃以上烧结合金的致密度普遍在98%以上,（9/13）CrYW和（9/13）CrYWTi合金样品的晶粒尺寸随温度的升高逐渐增大,6种合金在1000℃烧结时都具有最高的抗拉强度。（3）13CrYW合金在1050℃烧结有最高硬度为745.47 HV,1000℃烧结有最高的抗拉强度为1175.36 MPa;1000℃烧结9CrYW合金有最高的硬度为572.42 HV,最高的抗拉强度为935.22 MPa;同一烧结温度下,13CrYW合金的晶粒尺寸小,硬度和抗拉强度高。（4）13CrYTi合金在1150℃烧结有最高硬度为563.46 HV,1000℃烧结有最高抗拉强度为1127.12 MPa;9CrYTi合金在1050℃烧结有最高硬度为482.23 HV,1000℃烧结有最高抗拉强度为1054.71 MPa;同一烧结温度下,13CrYTi合金的硬度和抗拉强度高。（5）1000℃烧结的13CrYWTi合金最高硬度为693.75 HV,最高的抗拉强度为1516.82 MPa;1000℃烧结的9CrYWTi合金具有最高硬度为586.54 HV;最高的抗拉强度为1457.07 MPa;同一烧结温度下,13CrYWTi合金晶粒尺寸小,硬度和抗拉强度高。（6）对950℃烧结（12-14）CrY合金进行析出相的统计:12CrY合金析出相的平均尺寸为16.80 nm,数密度为8.14×1020/m~3;13CrY合金析出相的平均尺寸为10.94nm,数密度为8.69×1020/m~3;14CrY合金的析出相的平均尺寸为10.83 nm,数密度为9.53×1020/m~3。对1050℃烧结的合金进行析出相的统计:13CrYW合金的析出相的平均尺寸为19.45 nm,数密度为1.21×1021/m~3;9CrYW合金的析出相的平均尺寸为26.12 nm,数密度为6.22×1020/m~3。13CrYTi合金析出相的平均尺寸为18.53 nm,数密度为1.31×1022/m~3;9CrYTi合金中析出相的平均尺寸为22.75 nm,数密度为1.12×1022/m~3。13CrYWTi合金中析出相的平均尺寸为15.70 nm,数密度为1.12×1022/m~3;9CrYWTi合金中析出相的平均尺寸为16.44 nm,数密度为1.14×1022/m~3。
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