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由于具有优异的高温强度、优异的抗辐照损伤和抗冷却液腐蚀等性能,含Al高Cr氧化物弥散强化(ODS)钢是第四代反应堆超临界水冷堆(SCPWR)和铅冷快堆(LFR)最有希望服役的候选包壳材料之一。Fe–16Cr–4Al-ODS钢优异的综合性能依赖于铁素体基体中高度弥散的纳米氧化物粒子,该ODS钢名义成分为Fe–15.5Cr–2W–0.1Ti–4Al–0.35Y2O3。本实验所用到的材料Fe–16Cr–4Al-1150和Fe–16Cr–4Al-1050的挤压温度分别为1150℃和1050℃。为本文采用了高分辨透射电镜(HRTEM)研究了挤压温度对新开发的Fe–16Cr–4Al-ODS钢纳米氧化物粒子的影响,重点研究了纳米氧化物粒子的尺寸、晶体结构和界面结构,最终将纳米氧化物粒子与ODS钢的宏观性能联系起来。主要的结论如下:(1)Fe–16Cr–4Al-1150中的纳米氧化物粒子尺寸主要分布在直径为410 nm之间,通过计算纳米氧化物粒子的平均尺寸约为6.7 nm;Fe–16Cr–4Al-1050中的纳米氧化物粒子尺寸主要分布在直径为25 nm之间,通过计算纳米氧化物粒子的平均尺寸约为3.2 nm。(2)Fe–16Cr–4Al-1150中的纳米氧化物有Y–Al–O型、Y–Ti–O型、Y2O3、TiO2和YCrO4,其所占数量比例分别约为73.3%、12.1%、6.0%、6.0%和2.6%。Y–Al–O型纳米氧化物粒子包含YAH、YAP、YAM和YAG四种结构的粒子,其所占数量比例分别约为42.2%、14.7%、11.2%和5.2%;Y–Ti–O型纳米氧化物只有Y2TiO5一种,其所占数量比例约为12.1%。(3)Fe–16Cr–4Al-1050中发现的纳米氧化物有Y–Al–O型和Y–Ti–O型两种,其所占数量比例分别约为94%和6%。其中Y–Al–O型包含YAH和YAP两种结构的粒子,其数量比例分别约为89.5%和4.5%;Y–Ti–O型包含了Y2TiO5和YTiO3两种结构的粒子,其所占数量比例分别约为4.5%和1.5%。(4)Fe–16Cr–4Al-1150中大部分纳米氧化物粒子与基体呈现出半共格界面关系,而Fe–16Cr–4Al-1050中的纳米氧化物粒子几乎都与铁素体基体成共格界面关系。两种钢的较大尺寸(大于20 nm)的纳米氧化物粒子几乎与铁素体基体为非共格界面关系。(5)与Fe–16Cr–4Al-1150对比,Fe–16Cr–4Al-1050中纳米氧化物粒子尺寸更小、粒子分布越分散和金属/氧化物界面关系更好;Fe–16Cr–4Al-1050的YAH氧化物粒子数量比例显著增加。表明适当的降低挤压温度,可以显著改善Fe–16Cr–4Al-ODS钢中纳米氧化物的粒子弥散形貌和晶体结构。