摘要：马氏体时效不锈钢通过中温时效可析出高数密度超细纳米级析出相,使其获得高强度和一定的韧性。但是,当马氏体时效不锈钢在中低温下长期服役时,由于富Cu相、NiAl相等析出强化相的粗化及Fe-Cr基体调幅分解形成脆性富Cr相等,其延展性和冲击性能大幅降低,出现明显的热老化脆化问题,给服役安全性带来隐患。通过适当降低铬含量和析出元素含量、提高镍含量可有效抑制析出强化相的粗化及脆性相的析出。若进一步通过成分设计和热处理调控获得适量的逆变奥氏体,可望有效改善其热老化脆化问题。本文介绍了马氏体时效不锈钢的成分设计原则、析出相特点及其热稳定性对热老化脆化的影响,综述了有利于提高组织热老化稳定性的马氏体时效不锈钢中纳米析出强化相和逆变奥氏体的调控方法,为新型耐老化马氏体时效不锈钢的成分设计和制备提供参考。

摘要：氧化物弥散强化(ODS)铁素体/马氏体(F/M)钢具有极高的缺陷阱密度,加之体心立方结构基体,使其具有优异的抗辐照性能,被确定为包括聚变堆和第4代裂变堆在内的先进核能系统关键部件候选材料,成为核材料领域的研究热点。有利于ODS钢抗辐照性能的显微组织特点同时也赋予了ODS钢优异的室温和高温强度。但和其他高强度材料类似,ODS钢也存在强度高,而塑韧性不足的矛盾,不利于复杂部件的加工,因此,实现ODSF/M钢的高强高韧成为面向工程应用的ODSF/M钢研究的一大热点和难点。目前,针对ODSF/M钢强韧化的研究还较少,已有的相关研究也不够系统和深入,本文主要对抗辐照ODSF/M钢的显微组织结构要求及其强韧化研究现状进行总结和分析,为先进反应堆用抗辐照ODSF/M钢的强韧化设计提供思路和参考。

摘要：研究不同冷变形量(0,20%和50%)对固溶态含铝奥氏体不锈钢在650℃、时效120 h后的显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:当冷变形量由0增加至20%时,位错密度急剧增加,而当冷变形量增加到50%时,位错密度增加缓慢。在晶内,不同冷变形量的3种样品均可见NiAl析出相,其析出数量与冷变形量成正比。当冷变形量为20%时,可使NiAl相尺寸略微细化;而当冷变形量增加到50%时,可使NiAl相的尺寸略微粗化。在晶界处,3种样品均析出较多的Cr_(23)C_(6)。冷变形量分别为20%和50%的样品,晶界处Laves相和NiAl相的析出量增多,但Laves相在晶内的析出量则较少。在室温时,适当的冷变形量会使实验钢的强度显著提高,进一步加大冷变形量对强度的贡献很小,但会明显削弱实验钢塑性;高温时,50%冷变形量样品的强度比20%冷变形量的样品强度低,但塑性略有提高。综上所述,当冷变形量为20%时,合金具有良好的拉伸性能。

摘要：对热压法制备W/Cu功能梯度材料的可行性进行了研究 ,并对其组织结构进行了观察 ,对其表观抗弯强度及抗热震性进行了测试 .结果表明在 1 80 0℃ ,1 8N/mm2 ,2h条件下可以制备Cu含量最高为 2 2 .5 5vol.%的W/Cu功能梯度材料 ,其密度可达理论密度的 94.6% .热压W/Cu功能梯度材料的成分分布与最初设计的成分分布有较大偏差 .

摘要：根据我国的能源结构,发展大容量、高参数的超(超)临界火电机组和高效的先进核能是解决能源短缺与环境污染之间矛盾的主要途径。为了能够长期在高温、高压的恶劣环境下服役,对发电机组和核能系统结构用材料提出了更苛刻的要求。含铝奥氏体不锈钢兼具优异的抗氧化性能和高温强度,可作为超(超)临界电站及超临界水堆等先进能源系统关键部位的候选材料。蠕变性能是含铝奥氏体不锈钢应用于先进能源系统的重要服役性能,其与析出相(包括碳化物M_(23)C_(6)及MC、Laves相、NiAl相、FeCr相等)的种类、尺寸和分布状态关系密切。如果析出相能以有效钉扎位错的合适尺寸均匀弥散分布于基体中,且具有较好的高温稳定性,那么合金就能获得优异的高温蠕变性能。总结现有的研究成果可知,含铝奥氏体不锈钢的主要发展方向和调控思路是以Super304H、HR3C和TP347HFG为基体,进一步调整Al、N、Si、Ni、V、B等合金元素含量,研究合金在服役过程中纳米级别析出相的分布情况、高温蠕变性能等变化规律。主要研究目标是在控制成本的前提下通过析出相的有效调控,提升合金的高温蠕变性能和抗氧化性能。因此,对析出相的调控方法进行总结和归纳对开发和设计出性能优异的含铝奥氏体不锈钢具有重要的指导意义。本文主要综述了含铝奥氏体不锈钢主要析出相的调控方法,包括调控合金元素和优化热机械处理工艺,进而分析了析出相调控与蠕变性能之间的关系。

摘要：核能是一种重要的清洁能源,目前正在大力发展具有更高安全性和经济性的第四代反应堆及聚变堆,与当前商用反应堆相比,其工作温度更高,辐照剂量更强,传统的锆合金及不锈钢已不能满足未来先进反应堆苛刻的服役环境,具有优异综合服役性能的关键结构材料的研发成为制约先进核能工程应用的瓶颈之一。通过机械合金化等先进粉末冶金方法可以向钢基体中引入数密度极高的超细纳米氧化物粒子,所制备的纳米氧化物弥散强化(Oxide dispersion strengthened,ODS)钢具有比同类熔炼钢更优异的高温蠕变强度以及抗辐照性能,从而具有更高的服役温度窗口,因而被确定为多种第四代反应堆包壳和未来聚变堆包层结构的重要候选材料,成为国际核材料领域研究的热点。ODS钢的优异性能源于其成分设计和采用先进粉末冶金工艺形成的独特的显微组织,即亚微米的超细晶粒组织以及在晶内弥散分布的平均尺寸仅为几纳米、数密度高达1023m-3的氧化物粒子或团簇,这些弥散相具有极高的热稳定性及抗辐照稳定性,可以起到有效的位错钉扎强化作用,从而明显提高材料的高温强度及服役温度上限;而大量的弥散粒子与基体之间形成的界面可以对辐照引起的缺陷及气泡进行有效捕获,显著提高材料的抗辐照肿胀性能。满足服役性能要求的显微组织的设计和有效调控是制备高性能先进材料的核心,而显微组织又明显受控于成分设计、制备技术及工艺参数。虽然近年来关于ODS钢的研究日益活跃,但是由于ODS钢显微组织及制备工艺过程的复杂性,在成分设计与微纳显微组织的调控及其与服役性能的匹配和相关机理方面,依然存在许多制约ODS钢实际工程应用的基础性问题。本文针对制约先进核能系统用ODS钢应用的基础核心问题,把握ODS钢显微组织特点及其与成分设计和制备技术之间的关系这一主线,就国内外关于ODS钢显微组织及其分析手段、氧化物弥散粒子的特点及其高温时效和辐照稳定性、成分设计和制备技术对显微组织的影响等研究内容进行总结和分析,对ODS钢的应用前景和存在的问题进行总结和展望,为满足先进反应堆服役环境的ODS钢的发展提供参考。

摘要：S35140钢是一种基于25Ni-20Cr的奥氏体耐热钢,为了获得高强度,通常会提高碳含量,但碳含量较高不利于高温时效稳定性和长期耐腐蚀性能。本文在S35140钢的基础上,大幅度降低碳含量,并通过调控N和Nb等微合金元素含量,以及加入Ti元素,促使析出新的强化相,弥补减少碳含量所导致的强度降低。同时引入一定量的Al元素,增强S35140钢的高温强度和抗氧化性能。研究表明,加入微量Nb, N,Ti元素的热轧态实验钢析出了氮化物和细小的Laves相,这些析出相具有较强的强化作用,使其拉伸性能不亚于具有较高碳含量的S35140钢;加入4.7%Al(质量分数)元素后,实验钢的基体中出现了铁素体和奥氏体双相组织,同时析出大量B2-NiAl相,使其室温和高温拉伸强度以及室温韧性均高于其它成分的实验钢。

摘要：采用超高压力下通电烧结技术制备了钨体积分数为0%、25%、50%、75%和100%的钨铁功能梯度材料.研究了材料组分和工艺参数对W/Fe功能梯度材料的显微形貌及力学性能的影响.结果表明:当施加压力为9 GPa,通电功率为11 kW,通电时间60 s时可以获得相对密度大于98%的钨铁功能梯度材料,其组分分布与设计成分保持一致.

摘要：以12Cr--0.5Ti--1W的气雾化粉和纳米Y2O3粉末为原料,通过对预合金粉末的机械合金化和热等静压烧结成型的方法制备了12Cr--ODS铁素体钢,然后运用锻造和热处理等方法实现对材料力学性能的提高.在透射电子显微镜下观察到组织中弥散分布的纳米氧化物颗粒,能谱分析确定氧化物弥散颗粒为Y--Ti--O的复杂氧化物.利用抗拉强度测试和超声无损检测等方法对12Cr--ODS铁素体钢的力学性能进行了分析.

摘要：在钢基体（EUROFER、F82H、CLAM、316L）上喷涂钨涂层已成为制备面向等离子体材料的一个重要方法。为了防止钨涂层与钢基体间由于材料热膨胀不匹配而开裂失效，采用热应力缓和型功能梯度涂层是一种行之有效的解决方案。利用有限元分析软件（ANSYS10．0）分析了梯度涂层厚度对W／316L功能梯度涂层残余应力的影响。模拟结果表明，纯钨层厚度确定时，制备厚的梯度涂层可降低残余应力。当顶层厚度为1mm、梯度涂层厚度为100-200μcm时，将产生较大的轴向应力，制备涂层时应当避免此厚度范围。此模拟结果可为该涂层设计和制备提供理论依据和指导。