本發明涉及氧化物彌散強化鋼制備，具體為一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼及其制備方法。
背景技術：
1、氧化物彌散強化（oxide?dispersion?strengthened,?ods）馬氏體鋼因其優異的高溫強度、抗輻照腫脹性能及抗蠕變性能，被視為第四代核反應堆系統的關鍵候選結構材料。其中，9cr-ods鋼憑借其適中的cr含量，即8-10?wt.%，在耐腐蝕性和加工性能之間取得了良好的平衡，成為近年來國際核材料領域的研究熱點。這種鋼材通過機械合金化與熱加工工藝組合，有效地引入了氧化物顆粒，實現了顯著的強化效果。
2、然而，傳統的9cr-ods馬氏體鋼制備方法雖然能夠獲得具有高強度的9cr-ods馬氏體，但在高塑性方面存在明顯不足。具體來說，在制備過程中，常用的機械合金化與熱加工工藝會導致晶粒過度細化和晶界增多，使得材料在受力時容易產生應力集中，從而降低塑性。此外，現有工藝難以精確控制氧化物顆粒的尺寸、分布及其與基體的界面結合狀態，這進一步限制了材料綜合性能的提升。特別是在先進核能系統中，如第四代核反應堆，對結構材料的要求極為嚴苛，不僅需要足夠的強度來承受高溫高壓，還需要良好的塑性以抵抗輻照引起的脆化和腫脹，避免過早失效。
3、因此有必要發明一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼及其制備方法來解決上述問題。
技術實現思路
1、本發明為了解決傳統的9cr-ods馬氏體鋼由于晶粒過度細化導致應力集中以及難以精確控制氧化物顆粒尺寸和分布導致的具備高強度但塑性不足的問題，提供了一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼及其制備方法。
2、本發明是采用如下技術方案實現的：
3、一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法，包括以下步驟：
4、s1：以fe、cr、w、mn、v、c為原料，通過霧化制粉獲得預合金化粉末，且預合金化粉末的原料的質量百分比為cr：9％、w：2％、mn：0.4％、v：0.2％、c：0.08％，余量為fe，將預合金化粉末與y2o3粉末按99.65：0.35的質量比進行混合，在球磨機中進行機械球磨，并采用氬氣保護，得到球磨后的混合粉末；
5、s2：將球磨后的混合粉末裝入不銹鋼包套中，在450℃的溫度下對不銹鋼包套中的粉末進行脫氣，直到不銹鋼包套的真空度達到0.002pa；
6、s3：將真空度達到0.002pa的不銹鋼包套封焊，放入熱等靜壓設備中進行固化成型，成型溫度為1150℃，保溫時間為3h，成型壓力為150mpa，隨爐冷卻至室溫后，得到9cr-ods馬氏體鋼樣品；
7、s4：將得到的9cr-ods馬氏體鋼樣品放入熱處理爐中保溫，將保溫后的9cr-ods馬氏體鋼樣品冷卻后進行熱軋變形，然后冷卻至室溫后，得到軋制態9cr-ods馬氏體鋼；
8、s5：將軋制態9cr-ods馬氏體鋼進行退火處理，得到一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼。
9、進一步地，步驟s1中：所述球磨機中球料比為10:1。
10、進一步地，步驟s1中：所述球磨機的球磨轉速為250rpm，球磨時間為30h。
11、進一步地，步驟s4中：所述熱處理爐的保溫溫度為1100℃，保溫時間為30min~40min。
12、進一步地，步驟s4中：所述保溫后的9cr-ods馬氏體鋼樣品冷卻至880℃進行熱軋變形，且變形量為60%~90%。
13、進一步地，步驟s5中：所述退火處理的退火溫度為500℃~700℃，并在該溫度下保溫10min~60min。
14、一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼，該9cr-ods馬氏體鋼是基于本發明所述的一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法獲得的。
15、本發明的關鍵在于預合金化粉末的成分設計、熱軋的工藝參數、后續退火處理的工藝參數。預合金化粉末的原料及質量百分比為cr：9％、w：2％、mn：0.4％、v：0.2％、c：0.08％，余量為fe，決定了所要制備的9cr-ods馬氏體鋼在加熱過程中能夠發生奧氏體相變，在冷卻過程中能夠發生馬氏體相變；熱軋的工藝參數使得9cr-ods馬氏體鋼樣品處于奧氏體相區，在變形量為60%~90%的軋制過程中，奧氏體晶粒發生了再結晶，在晶界與氧化物納米顆粒的耦合作用下，氧化物納米顆粒可發生溶解與再析出，析出的氧化物納米顆粒沿軋制方向的變形帶分布，同時，奧氏體晶粒變形拉長，為位錯滑移提供了更多的自由路徑，從而有利于改善9cr-ods馬氏體鋼的塑性；熱軋變形并冷卻至室溫后得到的軋制態9cr-ods馬氏體鋼，其基體組織為馬氏體組織，通過后續退火工藝可促進馬氏體基體內的位錯回復，減輕位錯纏結，從而進一步改善9cr-ods馬氏體鋼的塑性。
16、本發明通過前期對9cr-ods馬氏體鋼進行一定的成分設計和熱軋工藝調整，即可使9cr-ods馬氏體鋼中隨機分布的氧化物納米顆粒沿軋制方向分布，同時軋制變形的馬氏體組織呈現一定的層狀特征，使得軋制態9cr-ods馬氏體鋼在室溫和650℃下均表現出良好的強度和塑性組合，通過后續退火工藝調整，可進一步改善9cr-ods馬氏體鋼的室溫及高溫塑性，工藝簡單，目的性強，對制備強度和塑性同步提升的9cr-ods馬氏體鋼具有重要意義。
1.一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法，其特征在于：步驟s1中：所述球磨機中球料比為10:1。
3.根據權利要求1所述的一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法，其特征在于：步驟s1中：所述球磨機的球磨轉速為250rpm，球磨時間為30h。
4.根據權利要求1所述的一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法，其特征在于：步驟s4中：所述熱處理爐的保溫溫度為1100℃，保溫時間為30min~40min。
5.根據權利要求1所述的一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法，其特征在于：步驟s4中：所述保溫后的9cr-ods馬氏體鋼樣品冷卻至880℃進行熱軋變形，且變形量為60%~90%。
6.根據權利要求1所述的一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法，其特征在于：步驟s5中：所述退火處理的退火溫度為500℃~700℃，并在該溫度下保溫10min~60min。
7.一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼，該9cr-ods馬氏體鋼是基于如權利要求1~6任意一項所述的一種增強塑性的9cr-ods馬氏體鋼的制備方法獲得的。