ODS钢凭借着其优异的抗辐照性能和抗高温性能,成为聚变堆第一壁/包层重要要的候选结构材料。本文以9Cr-ODS钢为研究对象,尝试制备出具有双尺度晶粒尺寸分布的9Cr-ODS钢,采用机械合金化法并通过控制时间制备出不同球磨程度的合金粉末,而后在细晶粉末中加入体积分数为35%的粗晶粉末,并混合均匀。在1000℃,135MPa下进行热等静压烧结（HIP）,并针对具有双尺度晶粒尺寸分布的9Cr-ODS钢在制备过程中的组织演化、氧化物弥散粒子形成的动力学以及拉伸过程中的断裂行为等方面进行了较为系统的研究。本文利用TEM,SEM,OM等分析手段对ODS钢的微观结构进行表征,对不同条件的的拉伸性能进行了测量,分析了双尺度晶粒尺寸分布的9Cr-ODS铁素体钢的显微组织和力学性能。在制备过程中发现,在机械球磨过程中,随着球磨时间的延长,粉末的球磨程度越大,得到的粉末晶粒尺寸越小,而第二相粒子在经过球磨后球磨后以纳米晶的形式分布于基体晶格内;在热等静压烧结过程中由于球磨成大更大,合金粉末内储存的形变能更高因而细晶区先发生再结晶形核;当形变能消耗完之后,小于80nm的第二相粒子会对晶界产生钉扎作用,抑制晶粒的长大;制备的双尺度晶粒尺寸分布的9Cr-ODS钢在保证基体中弥散分布有极高密度的纳米尺寸氧化物弥散强化相的同时,使材料的晶粒结构呈纳米晶与微米晶双尺度,其中纳米尺寸的氧化物弥散强化相为优异的高温蠕变性能和抗辐照性能提供保证,而在纳米晶与微米晶的共同作用下为平衡了材料的强度与塑性。在对断裂行为进行探究时发现,双尺度晶粒尺寸分布的9Cr-ODS钢具有良好的力学性能,其抗拉强度达到1100MPa,在对其断口形貌进行分析时发现细晶区发生脆性断裂,粗晶区发生韧性断裂形成韧窝。并观察到裂纹起源于细晶区,向粗晶区扩展,遇到粗晶区后裂纹扩展受阻。而其断裂机理从室温到700℃不会发生改变,但由于混晶的引入会使断裂机理变得复杂,使得韧窝断裂、解理断裂和准解理断裂同时存在于双尺度晶粒尺寸分布的9Cr-ODS钢中。在对Y₂O₃沉淀析出动力学过程进行分析时发现,第二相粒子的生长机理为扩散控制生长。并通过对第二相粒子的沉淀析出表观激活能计算得知其表观激活能为308KJ/mol,这能够很好的解释第二相粒子为何难以发生长大。同时发现当升温速率在5K/min～25K/min之间第二相粒子的沉淀析出速率变化不明显。