核电用12Cr-ODS钢轧制过程微观组织结构演变规律研究

作     者：何君实 

作者单位：福州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪炳叔

授予年度：2021年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：12Cr-ODS钢 EBSD 烧结工艺探索 微观组织结构 力学性能 

摘      要：本文分别通过液态金属(Liquid Metal,LM)和放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)两种技术制备12Cr-ODS钢,在1200℃温度下保温30min后,快速取出并立即热轧淬火,轧制压下率分别为10%、30%、50%和70%。利用维氏硬度计和万能拉伸试验机对样品进行力学性能测试,利用金相显微技术和电子背散射技术(EBSD)对样品的组织结构进行表征分析,研究轧制过程中样品微观组织结构和力学性能的演变规律。主要结论如下:(1)用液态金属法制备的LM-ODS钢,随着轧制变形量的增加,组织由大颗粒等轴晶演变成沿RD方向生长的纤维组织,组织为BCC结构相;高温热轧下晶面无明显择优取向。热轧过程中,晶粒尺寸随变形量增大而下降,α -Fe含量随热轧变形量的增大而增多。α-Fe内部发生动态回复再结晶,经历位错滑移,亚晶界形成到最后长成完整再结晶晶粒。增大变形量提升织构强度,在大变形量情况下Y的添加可以抑制热轧过程中{100}织构的生成。基体中的小角度取向差界面LAGB随变形量的增大先增大后减少。塑性在70%变形量下反而更高。热轧能提升LM-ODS钢的硬度;变形量的增加,抗拉强度增大,断后伸长率先下降后升高,在70%变形量下实现材料抗拉强度和断后伸长率的双重提升。(2)实验结果表明,本文SPS-ODS钢最佳烧结温度为1050℃,制备出来的样品致密度相对较高。放电等离子烧结制备出来的ODS钢晶粒细小,平均晶粒尺寸为1.47μm,无各向异性。热轧过后,晶粒保持岛状形貌沿RD方向生长,样品主要为FCC结构,伴随少量BCC结构。热轧后晶面无择优取向,晶粒尺寸随变形量增加而出现先增大后减小的规律。热轧后基体以再结晶织构为主,相变织构以Brass为主。基体中的大角度取向差界面HAGB含量整体上随变形量的增大而先减小再增大。热轧提高了SPS-ODS钢样品的致密度,使得SPS-ODS钢的抗拉强度和断后伸长率都上升,同为热轧态下,70%变形量的热轧钢与30%变形量的钢相比抗拉强度更高但断后伸长率下降。(3)与液态金属法制备的LM-ODS钢相比,烧结制备的SPS-ODS钢在加热保温过程中能更好的保持细晶组织,且硬度更高,但基体内部的孔隙、空洞问题制约其力学性能,可以通过热机械加工来改善这一情况。