机械合金化法制备Fe-Cr合金钢的开放性实验设计

胡菁 刘义 刘树龙 李海斌汤中亮 刘强春

【摘   要】   利用开放性实验平台，采用机械合金化方法制备了氧化物弥散强化Fe-Cr合金钢。采用X射线衍射仪（XRD）分析了粉体的合金化过程，扫描电镜（SEM）观察粉体的形貌，能谱仪（EDS）分析样品的成分分布均匀性，并利用阿基米德原理对块材致密性进行了比较分析，得到高致密度块材制备的最佳试验参数。通过实验开设，有助于提升学生的实践技能，培养学生的创新意识，使学生分析问题和解决问题的能力得到有效锻炼，为今后从事实际工作和开展科研打下坚实基础。

【关键词】   开放实验;Fe-Cr合金钢;氧化物弥散强化（ODS）;机械合金化（MA）

Design of the Open Experiments of Fe-Cr Alloy Prepared by

Mechanical Alloying Method

Hu Jing， Liu Yi， Liu Shulong， Li Haibin*， Tang Zhongliang， Liu Qiangchun

（Huaibei Normal University，Huaibei 235000，China）

【Abstract】Through the open experimental platform， the oxide dispersion strengthened Fe-Cr alloy was prepared by mechanical alloying method. The morphology and the component distribution of the samples were analyzed by X-ray diffractometer （XRD）， scanning electron microscope （SEM） and the energy spectrometer （EDS）， respectively. The compactness of the Fe-Cr alloy was analyzed by the Archimedes principle， and the best preparation parameters of the high-density Fe-Cr alloy have been obtained. Owing to the establishment of this experiment， students' practical skills and innovation consciousness was improved， which would be beneficial to the future practical work and scientific research.

【Keywords】open experiment; Fe-Cr alloy; oxide dispersion strengthening （ODS）; mechanical alloying （MA）

〔中圖分类号〕  TB3;G64  〔文献标识码〕  A           〔文章编号〕 1674 - 3229（2021）02- 0000 - 00

凭借其优异的高温力学性能、抗腐蚀性和抗辐照性能，氧化物弥散强化（oxide dispersion strengthened，简称ODS）铁素体钢成为核聚变堆、先进裂变反应堆和超临界加速器驱动装置（sub-critical accelerator driven systems，ADS）等先进核能装置的重要候选材料之一，受到各界的广泛关注[1-4]。鉴于此，将氧化物弥散强化Fe-Cr合金钢的制备引入本科生教学，不仅做到了科教融合，同时对于学生了解材料前沿发展，熟悉金属材料粉末冶金制备的一般流程具有重要作用。根据课题组前期工作[5-6]，以简单的机械合金化方法制备出合金粉体，冷压成型并烧结制备出块材进行的开放性实验设计。本实验涉及了材料粉体的制备与处理、材料成型、烧结等一系列粉末冶金工艺流程。基于本实验平台，学生通过查阅文献，初步拟定实验方案并进行实……