氧化物添加量对ODS铁基高温合金组织与性能影响开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

ODS铁基高温合金是指氧化物弥散强化铁基高温合金。其中的ODS是oxide dispersion strengthened(氧化物弥散强化)的简称，而铁基高温合金是一种在600~800摄氏度高温下有一定强度和抗氧化、抗燃气腐蚀的材料。主要以铁为基体、含一定量铬和镍的奥氏体合金。它是在高温合金中加入氧化钇、氧化铝、氧化钍等高温稳定性和化学稳定性的纳米氧化物颗粒，使其均匀分散在基体中，通过阻碍位错和晶界运动而产生强化的一类高温合金。ODS高温合金合金从20世纪初开始研究，直到70年代本杰明发明机械合金化法才得到快速发展。目前批量生产的ODS合金有20多种，航空航天发动机、燃气机轮、核反应堆、能源工业和汽车工业等。而其中的ODS铁基合金采用纳米尺寸氧化物颗粒强化，性能得到了显著提高，具有较高的室温高温拉伸、抗高温蠕变、高温疲劳、抗养化和耐腐蚀性能而受到广泛关注，尤其是在高温高强度中子辐射、高浓度He和核反应堆冷却液环境表显出优异的综合性能，使其在钠冷快堆、铅冷快堆和核聚变反应堆等核反应装置系统以及其他高温环境中获得广泛应用。目前已经用作核反应堆用核燃料包壳材料，航空发动机燃烧室、壳体及一些环件、汽车发动机某些耐高温部件、高温力学性能某些实验夹具、玻璃行业耐热膜、结晶器等，以及工业用某些高温部件如燃油嘴、热挡板等。其中，投入商业化应用的ODS铁基高温合金主要是美国INCO公司的MA95、MA957和奥地利Plansee公司的PM2000。MA956是目前产量最大、应用范围最广的的ODS铁基高温合金。在2012年，中南大学刘锋也对ODS铁基高温合金进行了制备和强化机理的研究：首先，系统研究了氧引入方式的新工艺，并对氧的存在方式及演化形式对纳米弥散相形成的作用进行了解释；同时通过对该合金体系中空位的形成及演化机制的研究和空位生成焓的测定，阐述了空位和Y-Ti-O纳米结构相的作用。其次，采用HRTEM、HAADF-STEM、TEM-EDX等分析手段对合金中的5nm左右的Y-Ti-O、铜沉淀等进行了深入的研究,阐明了其相成分组成、结构、与基体的位相关系及演化机制；最后，通过制备具有双晶尺寸分布的氧化物弥散强化铁素体钢，改善合金的韧性，同时通过微合金化过程对合金体系进行了组织改性，提高了合金的综合力学性能。因此对其性能的研究拥有广阔的发展前景和经济价值。

合金中弥散分布氧化物的特性对合金性能有着十分重要的作用，本课题拟研究氧化物添加量对ODS合金的微观组织与性能进行系统研究，对完善合金成分体系及组织性能具有较强的理论意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势；

（2）制备含不同成分y2o3元素的ods合金材料；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：完成ods合金的制备。

第9－13周：研究y2o3对合金组织与性能的影响。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 刘锋.氧化物弥散强化铁基高温合金的制备及强化机理研究[m].中南大学. 2011-12-01.

[2] 刘祖铭.张刘杰.刘咏.刘锋.刘东华.氧化物弥散强化铁基高温合金研究现状. 2009全国粉末冶金学术会议论文集.2009-10-10.78-84

[3] 刘东华.刘咏.韩云娟.刘祖铭.铁基高温合金氧化物强化相的形成和演化.中国有色金属学报.2010-06-15