化学法制备ODS钢的新工艺技术

化学法制备ODS钢的新工艺技术

氧化物弥散强化(Oxide Dispersion Strengthened,ODS)铁素体钢,由于其优异的高温力学性能和良好的抗辐照能力被认为是快堆与超临界水堆燃料包壳管候选材料之一。传统ODS钢的制备方法是采用机械合金化法向铁素体钢中添加高熔点弥散细小的氧化物 Y2O3而具有优良的高温强度,但合金的塑性和冲击韧性较差,热加工中存在严重的组织和性能各向异性,给合金制备或薄壁管带来极大的困难。

最近北京科技大学材料与工程学院973项目课题组研究和开发了一种,向预合金粉末中添加氧化物 Y2O3的新方法-络合溶胶凝胶化学法。采用真空冶炼氮气雾化制备出成分合格的预合金粉末,并利用络合溶胶凝胶法以EDTA和金属硝酸盐为原料,通过对反应体系p H值,水浴温度,溶液含水量,分散剂,热分解工艺等参数进行优化,成功的向预合金粉中添加 Y2O3。得到的 Y2O3颗粒在预合金粉表面均匀分布,氧化物总体积分数为0.895%,粒径小于100nm的占颗粒总体积分数96%,尺寸更小的氧化物占颗粒总体积分数为0.725%。

化学法制备的12Cr-ODS铁素体钢具有良好综合力学性能,室温抗拉强度和伸长率分别为1104MPa和10.9%。550℃拉伸时,抗拉强度和伸长率分布为1052MPa和11.4%,韧脆转化温度为-25℃。350～575℃的(H++e-)和(He++e-)双束复合辐照发现,辐照剂量达15dpa,空洞肿胀率均低于0.15%。这说明化学法制备ODS铁素体钢方法可行,工业技术易掌握,是值得推广应用的制备ODS钢的新工艺技术。

(胡本芙)