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9Cr氧化物弥散强化(Oxide Dispersion Strengthened,ODS)钢具有优异的抗辐照性能和高温强度,是先进核能系统关键部件重要的候选材料。目前,ODS钢普遍存在的问题是韧脆转变温度(Ductile-Brittle Transition Temperature,DBTT)较高,冲击韧性较低,不利于在反应堆中的长期安全服役。因此,实现9Cr ODS钢的强韧性匹配(Strength-ductility Trade-off)是一个有待解决的关键问题。此外,由于9Cr ODS钢中Cr含量较低,抗腐蚀性能较差,如何改善其抗腐蚀性能成为其工程应用需要解决的又一关键问题。针对以上问题,本研究提出通过添加一定量的A1元素结合工艺优化,实现同时改善9CrODS钢的强韧性及腐蚀性能的目的。本文采用高能球磨机械合金化和热等静压(Hot Isostatic Pressing,HIP)工艺制备了两类9Cr ODS钢,即添加0.4Ti的9CrTi ODS钢和添加不同A1含量的9CrAl ODS钢。针对9CrTiODS钢,研究了不同热处理状态对其微观结构和力学性能的影响,结果表明热处理对其强韧化的效果有限,这是由于ODS钢中起强化作用的氧化物弥散粒子在热处理中非常稳定。为进一步优化9CrTi ODS钢的强韧性,通过将机械球磨过程的球料比提高一倍,发现所制备ODS钢中的氧化物析出相的均匀性得到明显提高,其断口韧窝排布也十分均匀,使得所制备的9CrTi ODS钢具有较好的强韧匹配性,其室温抗拉强度达到约1 GPa,延伸率为12.3%。针对9CrAl ODS钢,研究了不同A1含量(0.4～8.0wt.%)对其微观结构和力学性能的影响,发现随Al含量的增多,材料出现愈加显著的双晶粒尺寸分布特点,可为其提供背应力强化机制,进而实现9CrAlODS钢较好地强韧性匹配。同时,针对铝含量较高的(8.0wt.%)球磨粉末,研究提出了一种两步法球磨工艺,采用此工艺制备的含铝ODS钢室温冲击功可达到59.23 J(55×10×5 mm3,V型缺口)。对其进行冷轧加工,表明其具有优异的冷变形加工能力,采用连续冷轧工艺实现了 0.5 mm厚度冷轧板的制备,冷轧样品在700℃退火5 h后,其室温抗拉强度和延伸率分别为1.1 GPa和10.4%。此外,研究了 9Cr4.5Al ODS钢和9Cr4.5A10.6Zr ODS钢的超临界水腐蚀性能。首先,发现预氧化处理(850℃/50h,空气气氛)可使样品生成约200 nm厚度Al2O3膜,提高材料在腐蚀初期的氧化性能;但是,9Cr4.5Al ODS钢中存在较多M23C6析出相团聚体,严重恶化了其长期腐蚀性能。而通过添加少量Zr,可使ODS钢中的C与Zr结合形成较细的ZrC粒子,使得9Cr4.5A10.6Zr ODS钢的抗腐蚀性能明显得到提高。