金属学报

作者：张晓晨, 李静, 李长记, 熊良银, 刘实

单位：1 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；2 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；3 中国科学院金属研究所 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 沈阳 110016；4 中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016

关键词：含Zr ODS FeCrAl合金,Pb-Bi腐蚀,Ti添加,O含量,Al含量,

基金：国家原子能机构核材料技术创新中心基金项目(ICNM-2023-YZ-03)

结构材料与液态Pb-Bi熔液的相容性是铅冷快堆发展应用亟待解决的关键问题，氧化物弥散强化(ODS) FeCrAl合金是极具发展潜力的结构材料之一，但是对于高强度的含Zr ODS FeCrAl合金在液态Pb-Bi熔液中的研究较少。本工作利用SEM、XRD、EPMA等分析技术研究了粉末冶金法制备的含Zr ODS FeCrAl合金经550 ℃饱和氧液态Pb-Bi共晶合金浸泡10000 h后的腐蚀产物，研究了Zr、Ti、Al和O等元素含量对ODS FeCrAl合金耐Pb-Bi腐蚀性能的影响。结果表明，由于Zr元素在氧化初期抑制Al与O元素结合、阻碍Al元素向外扩散，使得含Zr ODS FeCrAl合金表面无法生成连续、保护性的Al2O3薄膜，腐蚀产物主要由薄的Al2O3膜和疖状的Fe的多层氧化物组成。疖状氧化物的分布和形貌受含Zr ODS FeCrAl合金中Ti、Al和O含量的影响。增加含Zr ODS FeCrAl合金中的O含量，会使Y-Zr-O纳米强化相高密度析出，基体中对Al2O3薄膜有不利影响的Zr含量降低，进而使疖状氧化物的数量、厚度及表面横向尺寸降低。在ODS FeCrAl合金中添加Ti元素，其对合金腐蚀行为的影响类似于Zr元素，可促进合金表面疖状氧化物数量增加。(4.0%~5.5%)Al的添加不能阻止含Zr ODS FeCrAl合金表面上生成Fe的氧化产物。

来源：2025年第9期

《金属学报》期刊编辑部

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