Ti对ODS型FeCrAl合金表面氧化铝层中活性元素Y扩散的影响

利用机械合金化制备的氧化钇弥散强化(ODS)型FeCrAl合金广泛地应用于高温以及极端恶劣环境中。高温服役过程中FeCrAl合金表面形成致密且粘结性能好的氧化铝层是其抗高温、耐腐蚀的主要原因。同时,氧化铝层的综合性能特别是粘结性能极易受钇、铪、钛、硫等微量元素的影响。为此,结合表面形貌分析、断面形貌分析以及成分分析结果,主要研究了在高温环境中(1200℃)微量元素Ti对FeCrAl高温合金表面氧化铝层生长行为以及活性元素Y扩散的影响。结果表明:Ti的存在可以促进活性元素Y的向外扩散,在氧化铝层表面形成富含Y和Ti的氧化物。利用第一性原理计算,发现微量元素Ti在氧化铝层晶界上的扩散速率较快,同时微量元素Ti的添加改变了氧化铝层的热膨胀系数,提高了氧化铝层的粘结性能。

球磨转速对含钆ODS钢中M_(23)C_(6)析出的影响研究

以“结构/屏蔽一体化”为研发目标的含钆ODS合金具有较优的中子屏蔽性能与高温力学性能,可作为小型模块化铅冷快堆中子屏蔽材料的研发方向之一。在机械合金化-放电等离子体烧结工艺制备含钆ODS-316L钢的研究中发现,球磨转速影响材料的析出相种类,如在220 r/min低球磨转速下,ODS-316L钢中仅存在纳米尺寸的Gd-Si-O析出相,而在300 r/min高球磨转速下,除纳米尺寸的Gd-Si-O析出相外,材料内还分布着大量百纳米尺寸的片层堆叠状M_(23)C_(6)型碳化物,且M_(23)C_(6)内同样存在纳米含钆氧化物颗粒。高球磨转速使球磨粉内元素的偏析与内应力的累积促进了M_(23)C_(6)的形核,随后的粉末烧结温度则为M_(23)C_(6)的生长提供了驱动力。此研究可为粉末冶金含钆ODS-316L钢的微观组织调控奠定一定的实验与理论基础。