Výroba ODS oceli z předlegovaného prášku a z atomárně čistých prášků

Fabrication of ODS steels from pre-alloyed powder steel and atomic powders

článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus

en

This paper describes fabrication of ferritic oxide dispersion strengthened (ODS) steels by mechanical alloying preparation route. The conventional ODS steel of chemical composition 17Cr-1Mo-Y2O3 and low-activation ODS steel of chemical composition 14Cr-2W-Y2O3 were prepared. The 17Cr-1Mo-Y2O3 ODS steel was prepared using commercially available powder steel AISI 434LHC by adding 0.25 wt.% of metallic yttrium. The 14Cr-2W-Y2O3 ODS steel was made from atomic clean powders. Composite powders were alloyed using high-energy planetary ball mill under air and argon atmosphere. During mechanical alloying of composite powders in the air atmosphere cracking of powder particles predominated over alloying and very fine composite powder was prepared. After 12 hours chemically homogenous composite powders were obtained having uniform distribution of particles sizes. Longer mechanical alloying of composite powders led to distinctive plastic deformation which induced development of finer ferritic grain structure of compacted ODS steel.

Práce se zabývá přípravou feritické oceli zpevněné oxidickou disperzí (ODS) pomocí metody mechanického legování. Byly připraveny dva typy ocelí lišících se chemickým složením: konvenční ODS ocel s chemickým složením 17Cr-1Mo-Y2O3 a nízko-aktivační ODS ocel se složením 14Cr-2W-Y2O3. Pro přípravu oceli 17Cr-1Mo-Y2O3 byl jako výchozí materiál použita komerčně dostupná prášková ocel AISI 434LHC produkovaná firmou Höganas, do které bylo přidáno 0,25 hm.% ytria, nebo 0,25 hm.% Y2O3. Ocel typu 14Cr-2W- Y2O3 byla vyrobena z atomárně čistých prášků Cr, W, Ti a Y2O3. Kompozitní prášky byly připraveny mechanickým legováním v planetovém mlýnu za použití vzdušné atmosféry, resp. ochranné Ar atmosféry. V průběhu mechanického legování dochází vlivem rázu koulí k opakovanému spojování práškových částic a jejich následného rozrušování. Homogenizace chemického složení kompozitních prášků v průběhu mechanického legování byla sledována pomocí EDS analýzy a RTG difrakce. Po 12 hodinách mechanického legování byl získán chemicky homogenní prášek s jednotnou velikostí částic. Mechanické legování po delší dobu vede k výraznější plastické deformaci, která zajišťuje vznik jemnější částic a díky tomu vzniká jemnozrnnější feritická struktur zhutněné ODS oceli. Bylo zjištěno, že v průběhu mechanického legování ve vzdušné atmosféře převládalo rozrušování částic nad jejich spojováním a byl získán velmi jemný kompozitní prášek. Zvýšená oxidace povrchu částic navíc brání úspěšnému zhutnění prášku připraveného ve vzdušné atmosféře. Práškové kompozity byly pomocí válcování za tepla zkompaktizovány do hutného stavu. Pomocí metody SEM a TEM bylo pozorováno úspěšné vytvoření disperze jemných oxidických částic o velikosti mezi 5-10 nm. Velikost zrn feritické matrice se pohybovala kolem hodnoty 500 nm.

This paper describes fabrication of ferritic oxide dispersion strengthened (ODS) steels by mechanical alloying preparation route. The conventional ODS steel of chemical composition 17Cr-1Mo-Y2O3 and low-activation ODS steel of chemical composition 14Cr-2W-Y2O3 were prepared. The 17Cr-1Mo-Y2O3 ODS steel was prepared using commercially available powder steel AISI 434LHC by adding 0.25 wt.% of metallic yttrium. The 14Cr-2W-Y2O3 ODS steel was made from atomic clean powders. Composite powders were alloyed using high-energy planetary ball mill under air and argon atmosphere. During mechanical alloying of composite powders in the air atmosphere cracking of powder particles predominated over alloying and very fine composite powder was prepared. After 12 hours chemically homogenous composite powders were obtained having uniform distribution of particles sizes. Longer mechanical alloying of composite powders led to distinctive plastic deformation which induced development of finer ferritic grain structure of compacted ODS steel.

ODS ocel, mechanické legování, válcování za tepla

ODS steel; mechanical alloying; hot rolling

2015

28.05.2015

978-80-214-5146-9

NEUVEDENO

Multi-scale design of advanced materials

4–10

7