氧化物弥散强化（Oxide Dispersion Strengthened,ODS）合金凭借其优异的抗辐照及高温蠕变性能而被公认为第四代核反应堆燃料包壳的重要候选结构材料之一。高Cr高Al含量有利于提高ODS合金在超临界冷却水及液态Pb-Bi冷却液中的抗腐蚀能力,本文利用等温退火的方式模拟了含Al的15Cr-ODS合金的烧结成型过程,揭示了烧结过程屮微观组织及力学性能的演化过程,分析微观组织对力,学性能的强化作用,为优化ODS合金的制备工艺、改善性能奠定基础。将机械合金化（Mechanical Alloying,MA）方法制备的 15Cr-ODS（Fe-15Cr-4.5Al-2W-0.3Ti-0.3Zr-0.3Y2O3,wt%）合金粉分别在)不同温度、不同时间条件下退火。采用X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、小角X射线散射（Small Angle X-ray Scattering,SAXS）、维氏硬度表征退火过程中晶粒尺寸、晶格畸变、纳米析出相尺寸及密度分布、显微硬度的变化过程,分析比较退火过程中细晶强化、弥散强化对显微硬度贡献,得出以下结论:（1）合金粉的晶粒尺寸在相同退火温度下,随着退火过程的进行,呈现不断长大的趋势。退火相同时间的条件下,温度越高,晶粒尺寸越大,长大速率越快;（2）各温度退火过程中,15Cr-ODS合金粉中小尺寸析出相的分布密度均呈现先增大后减小的趋势,对应的小尺寸析出相的平均直径规律相反,表现为先减小后增大。900℃和1000℃退火,分布密度均在1h达到最大值,分别为7.3×1023/m3和6.9×1023/m3,相应的平均直径均为2.4nm。1100 ℃和1200℃退火过程中分布密度的最高值则出现在退火30 min 后,分别为5.8×1023/m3和5.0×1023/m3,相应的平均直径分别为2.5nm和2.6nm;（3）大尺寸析出相（如YAlO3和A12O3）,在900℃退火过程中,密度不断增大,最高值为8.3×1021/m3,平均直径对应逐渐减小到6.4nm。1000℃和1 100℃退火,分布密度均呈现先增大后减小的趋势,其最高值分别为6.4×1021/m3和5.3× 1021/m3,对应的平均直径变化规律相反,分别为6.6nm和6.9nm。1200℃退火,分布密度在退火5 min已经达到最大值3.9×1021/m3,后续过程分布密度不断降低,平均直径大体呈现不断长大趋势,相应最小值为7.3nm。退火温度升高,分布密度的峰值逐渐降低,平均直径的最低值逐渐增大;（4）MA后的合金粉,显微硬度最大,达到858HV。退火过程中,合金粉的显微维氏硬度随着退火时间的延长均呈现“降低-增大-降低”的过程,相同退火时间,硬度随着温度的升高而逐渐降低。低温、短时退火时细晶强化贡献率大于弥散强化,升高退火温度及延长退火时间,有利于提高弥散强化贡献率。