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1022m-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.

ODS钢;热处理;双峰晶粒;显微组织;力学性能

张家榕;李艳芬;王光全;包飞洋;芮祥;石全强;严伟;单以银;杨柯

东北大学材料科学与工程学院 沈阳110819;中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心 沈阳110016;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;中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳110016

金属学报

[1]张家榕;李艳芬;王光全;包飞洋;芮祥;石全强;严伟;单以银;杨柯-.热处理对一种双峰晶粒结构超低碳9Cr-ODS钢显微组织与力学性能的影响)[J].金属学报,2022(05):623-636

双峰晶粒结构,1022m

超低碳,9Cr,ODS,显微组织,组织与力学性能,粉末冶金,金方,氧化物弥散强化,OM,TEM,显微硬度,拉伸性能测试,热处理工艺,组织和力学性能,回火马氏体,马氏体组织,细晶,平均晶粒尺寸,粗晶,位错结构,纳米级,数密度,正火温度,先上,回火温度,先下,回复,软化,高硬度,奥氏体相变,拉伸实验,先降,延伸率,结合力,断口分析,断裂机制,+750,强塑性

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