氧化物弥散强化(ODS)铁素体合金的高温强度较高且具有良好的抗辐照性能,是制造聚变和裂变反应堆结构的候选材料[1~4]
ODS铁素体合金具有优异性能的主要原因,是在铁素体基体中引入了大量纳米尺度的氧化物颗粒
这些纳米氧化物颗粒,作为钉扎位点限制了位错运动和再结晶[5~7]
近年来,ODS铁素体合金已成为反应堆包壳材料领域的研究热点
通常采用机械合金化(MA)工艺制备ODS铁素体合金
但是,机械合金化是一个复杂的过程,制备高性能ODS铁素体合金需要控制许多变量
球磨粉末的形貌、粒度分布和污染情况在很大程度上取决于机械合金化的工艺参数,如球磨时间、过程控制剂(PCA)、球料比(BPR)和球磨气氛等[8, 9]
同时,在机械合金化过程中容易引入杂质、样品间批次差异等问题,特别是其效率较低[10~12]
因此,人们尝试用新方法制备ODS铁素体合金[13]
这些新方法有氧化法、含氧气体雾化制粉和粉末锻造成型工艺
氧化法的特点,是工艺简单和成本较低[14]
Rieken等[15]使用含氧气体雾化制粉,粉末表面生成了一层亚稳态的富铬氧化物层,这层亚稳态氧化物作为氧元素引入的前驱体为后续生成纳米氧化物提供条件
Gil等[16, 17]改进了此法,将雾化后的粉末在空气中加热使其表面氧化生成氧化物层作为引入氧的载体
以上两种方法,不用机械合金化实现氧元素的引入制备FeCr-ODS铁素体合金
但是,用氧化法制备的ODS铁素体合金析出相分布不均匀和数密度较低,不利于提高合金的力学性能
粉末锻造成型工艺(简称粉锻)将传统的粉末冶金工艺与精密锻造结合,是一种新型金属成型工艺[18, 19]
粉锻工艺,包括粉末预压、高速加热、短时保温和锻造成型[20]
此工艺兼具粉末冶金和精密模锻的优点,粉锻和热处理可使合金的密度达到理论密度的98%以上,克服了普通粉末冶金零件密度低的不足[21]
粉锻成型合金的内部组织均匀、没有明显的偏析,消除了常规铸造材料的各向异性,机械性能更高[22, 23]
同时,粉锻成型的工序少、流程短和效率高,可大批量、自动化生产[24]
而且,在粉锻过程中产生的大量位错、空位等缺陷,是纳米氧化物弥散相的优先形核位置[25],有利于生成更多、分布更均匀的纳米氧化物弥散相
鉴于此,本文将氧化后的粉末粉锻成型,利用锻造成型过程中粉末发生塑性变形的特点使氧化粉末表面的氧化物前驱体重新
声明：
“FeCr-ODS铁素体合金的氧化+粉锻工艺制备及其微观结构” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：闫福照,李静,熊良银,刘实
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2025年05月23日 ~ 25日 
