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通过添加微量活性元素改善氧化物弥散强化(ODS,oxide dispersion strengthened)合金的性能是一种十分重要的技术路线。ODS合金性能的提升往往依赖于微量活性元素添加对合金微观结构的影响。对于应用于航空发动机涡轮叶片的镍基ODS高温合金、以及应用于核燃料包壳管的ODS铁素体钢,ODS合金基体中氧化物粒子的物相、弥散形貌以及粒子与基体之间的界面结构信息决定了合金在恶劣服役环境的表现。本文针对微量活性元素添加对ODS合金中氧化物粒子的影响,以ODS-1、未添加Zr及Zr添加ATF包壳用ODS钢和MS-4及MS-5三种类型ODS合金为研究对象,综合利用衍射衬度技术和高分辨透射电子显微图像技术等先进表征分析手段,系统研究了微量活性元素锆、钛、铝和铪的添加对ODS合金基体中氧化物粒子的物相、尺寸及空间分布以及粒子与晶体之间的共格性和取向关系的影响。本课题的研究结果如下:①锆和钛元素的添加会降低ODS钢中氧化物粒子的平均尺寸、提高氧化物粒子的数量密度,显著改善了ODS钢中氧化物粒子的弥散形貌。②锆元素的添加抑制了ODS钢中Y-Al-O氧化物粒子的形成,促进了ODS钢中Y4Zr3O12物相的形成。Y4Zr3O12粒子与基体的取向关系为:(?)Y4Zr3O12‖(002)M、(?)Y4Zr3O12‖(?)M。钛元素的添加促进了Y2TiO5和YTiO3氧化物粒子的形成。Y2TiO5氧化物粒子与基体的取向关系为(200)Y2TiO5‖(002)M、(001)Y2Ti O5‖(?)M,YTiO3氧化物粒子与基体的取向关系为(?)YTiO3‖(002)M、(?)YTiO3‖(?)M。铝元素的添加促进了YAlO3氧化物粒子的形成。YAlO3氧化物粒子与基体的取向关系为(?)YAlO3‖(?)M。由取向关系可知,锆和钛元素的添加提高了ODS钢中共格氧化物粒子的数量。③MS-4与MS-5合金中氧化物粒子的平均尺寸分别为55.6 nm和47.5 nm。MS-5合金基体中存在六方晶体结构的YAlO3(YAH,yttrium aluminum hexagonal)和钙钛矿结构的Y3Al5O12(YAG,yttrium aluminum garnet)两种氧化物粒子,其中YAlO3粒子的比例较高。锆元素的添加显著提高了ODS钢中氧化物粒子的高温热稳定性以及辐照稳定性。④铪元素的添加会改变镍基ODS高温合金中氧化物粒子的物相,提高氧化物粒子的高温稳定性并显著改善氧化物粒子的弥散形貌。