金属学报

作者：王旗涛, 李艳芬, 张家榕, 李尧志, 付海阳, 李新乐, 严伟, 单以银

单位：1 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；2 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 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

关键词：ODS钢,低周疲劳,疲劳寿命,微观组织,断裂特征,

基金：国家重点研发计划项目(2019YFE03130000);国家自然科学基金项目(51971217)

在现有研究中，低活化9Cr-ODS钢虽然具有优异的高温性能，但其低周疲劳性能及微观组织演变规律尚未全面揭示，本工作旨在揭示其在不同应变幅下的循环响应和裂纹扩展特性。采用应变控制测试方法，研究了低活化9Cr-ODS钢在0.3%~0.8%应变幅范围内的室温低周疲劳性能，包括循环应力响应曲线、滞后回线、应变幅与寿命以及应力幅与塑性应变的关系，给出了相应的疲劳参数，并分析了疲劳过程中微观组织演变、疲劳断口形貌及裂纹扩展特性等。结果表明，9Cr-ODS钢的循环应力响应行为与应变幅有关。随应变幅增加，材料的峰值拉应力增加，疲劳寿命降低，循环应变-寿命满足Coffin-Manson关系。9Cr-ODS钢在所有应变幅下未出现明显的循环硬化，但在0.5%~0.8%较高应变幅范围内发生了一定的循环软化。微观组织分析表明，随循环应变幅增加，亚结构发生了回复，位错密度降低，平均晶粒尺寸及大角度晶界占比逐渐增加，从而导致9Cr-ODS钢的循环软化。疲劳裂纹起源于样品表面，但裂纹源附近均未发现明显的夹杂物或析出相。裂纹以穿晶方式扩展，9Cr-ODS钢细的原始奥氏体晶界及亚晶界对裂纹扩展具有强烈的抑制作用。此外，在相同低应变幅且不降低循环疲劳寿命条件下，9Cr-ODS钢所能承受的峰值拉应力达到低活化铁素体/马氏体钢的2倍，显示出较优越的低周疲劳强度。

来源：2025年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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