湿磨与SPS烧结制备Al添加ODS钢的显微组织结构与力学性能研究

本文利用湿磨和放电等离子烧结技术制备了Al含量分别为0,1 wt%,2 wt%和3 wt%的15Cr-ODS钢。通过XRD、SEM、TEM、EBSD和拉伸测试等对ODS钢的显微组织结构与力学性能进行了研究。研究结果表明,Al元素的添加能够显著细化Fe-Cr相基体中的析出相颗粒,减小基体晶粒尺寸并改善材料的力学性能。Al添加ODS钢基体中尺寸为5~300 nm的弥散颗粒可以被标定为Al_(2)O_(3)与Y_(2)Ti_(2)O_(7)纳米粒子,这些弥散颗粒的尺寸分布较为不均匀。随着Al元素添加量的增加,材料的伸长率降低,但其抗拉强度显著的提升。当Al元素添加量为3 wt%时,15Cr3Al-ODS钢抗拉强度与伸长率分别为775.3 MPa和15.1%。Al元素的添加还可增强材料的耐腐蚀性能,Al含量为2 wt%ODS钢的腐蚀电位(Ecorr)与钝化电流密度(ipass)分别为0.39 V和2.61×10^(−3)A/cm^(2)(1.37 V)。因此,本文使用湿磨和放电等离子烧结方法制备的Al添加ODS钢在核能系统结构部件中能够具有良好的应用前景。