金属学报

作者：张家榕, 李艳芬, 王光全, 包飞洋, 芮祥, 石全强, 严伟, 单以银, 杨柯

单位：1.东北大学 材料科学与工程学院 沈阳 110819；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；4.中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：ODS钢,热处理,双峰晶粒,显微组织,力学性能,

基金：国家自然科学基金项目(51971217);中国科学院金属研究所优秀学者引进项目(JY7A7A111A1)

采用粉末冶金方法制备了一种具有双峰晶粒结构的超低碳9Cr-ODS (氧化物弥散强化)钢,通过OM、SEM、TEM、显微硬度和拉伸性能测试,研究了热处理工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,超低碳9Cr-ODS钢经正火+回火后为回火马氏体组织,具有粗、细晶分明的结构特征。细晶区的平均晶粒尺寸约为1.6 μm,粗晶区的平均晶粒尺寸约为4.3 μm。同时,基体中存在大量的位错结构,且纳米级氧化物数密度可达约1022 m-3。不同的热处理工艺不会改变超低碳9Cr-ODS钢粗、细晶双峰晶粒结构特征。经热处理后,细晶区比粗晶区具有更高的硬度。随正火温度升高,粗、细晶区的显微硬度先上升后下降,且在1100℃正火时达到最高。正火温度一定,回火温度从700℃升高至800℃时,粗、细晶区的显微硬度先下降后上升。700和750℃回火时,组织得到回复,发生软化,温度越高硬度越低；而在800℃回火时,超低碳9Cr-ODS钢因发生部分奥氏体相变导致硬度提高。25℃拉伸实验结果与硬度的变化趋势一致,随回火温度升高,超低碳9Cr-ODS钢的强度先降低后增加,延伸率则呈现相反趋势。700℃拉伸实验结果表明,超低碳9Cr-ODS钢的强度随回火温度的升高稍有降低。结合力学性能及断口分析结果,分析了双峰晶粒结构超低碳9Cr-ODS钢的断裂机制。经1150℃、1 h正火+ 750℃、1 h回火后,超低碳9Cr-ODS钢具有最优的强塑性匹配。

来源：2022年第5期

《金属学报》期刊编辑部

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