本申请涉及抗辐照金属材料开发，具体涉及一种开发高氧化铬弥散强化铁素体钢的方法。
背景技术：
1、钢是所有金属中用途最广泛的一种材料，在航空、核能、舰船、汽车等工业领域广泛应用，钢材的性能与人们的生活安全密切相关。依据钢材的组织状态，钢材可分为马氏体钢、铁素体钢和奥氏体钢。其中，铁素体钢因为含铬量高，所以铁素体钢具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性能。然而，铁素体钢的高温抗蠕变性相对较低，限制了其高温应用。
2、此外，纳米结构氧化物分散强化钢(oxide dispersion strengthened，ods)因其在高温稳定性、强度和抗蠕变性方面的潜在优异性能而在科学界和工业界获得了发展，在铁素体基体中添加纳米分散体可提高高温蠕变性，同时使得高(>12％)氧化铬弥散强化(ods)铁素体钢(为描述方便，下文也称“高铬ods铁素体钢”)具有更强的导热性和抗辐照诱导膨胀等性能，因此被认为是先进核能系统中“燃料包壳”等核心结构应用的候选材料，均匀的超细分散体分布提高了蠕变强度，并与铁素体(bcc)结构一起显著降低了辐照诱发的膨胀，而较高的铬含量提高了服役中以及乏核燃料后处理过程中的耐腐蚀性。
3、高(>12％)氧化铬弥散强化铁素体钢通过粉末冶金工艺合成，并通过各种冷加工、热加工和退火处理制成，但在其制造过程中形成的各向异性微结构会明显降低高铬ods铁素体钢的机械性能。
技术实现思路
1、为了减少或抑制高氧化铬弥散强化铁素体钢的各向异性，以改善高氧化铬弥散强化铁素体钢的机械性能和整体性能，本申请提供一种开发高氧化铬弥散强化铁素体钢的方法。
2、本申请提供的一种开发高氧化铬弥散强化铁素体钢的方法，采用如下的技术方案：
3、一种开发高氧化铬弥散强化铁素体钢的方法，包括：
4、通过优化合金成分控制再结晶动力学：在铁基合金中以机械合金化法添加过量氧、钇和钛的优化合金成分，并将合金成分进行热挤压获得热挤压钢，以控制再结晶动力学；
5、其中，在对合金成分进行热挤压过程中，优化中间退火，以防止变形过程中的开裂，并实现无再结晶的恢复；
6、冷轧：将热挤压钢冷轧至50％，并在1147℃下退火一小时，对经过冷轧后的热挤压钢进行n次软化中间热处理，n大于等于2；
7、其中，所述软化中间热处理包括两步软化中间处理，所述两步软化中间处理包括：
8、第一步，在升温速率为7k/min的速率下，升温至1350-1450k(1023-1173℃)的范围下退火2小时，同时迭代轧制热挤压钢至50％，迭代轧制的应变速率为小于等于0.01s-1；
9、第二步，在在升温速率为7k/min的速率下，升温至1420k(1147-1200℃)的范围下退火0.5小时，迭代轧制热挤压钢至50％，迭代轧制应变速率小于等于0.1s-1；
10、退火：冷轧处理后进行退火获得高氧化铬弥散强化铁素体钢。
11、作为一个可能实现的实施方式，所述两步软化中间处理包括：第一步，在升温速率为7k/min的速率下，升温至1350k(1023℃)并退火2小时，同时迭代轧制热挤压钢至50％，迭代轧制的应变速率为等于0.01s-1；第二步，在在升温速率为7k/min的速率下，升温至1420k(1147℃)的范围下退火0.5小时，迭代轧制热挤压钢至50％，迭代轧制应变速率等于0.1s-1。
12、作为一个可能实现的实施方式，在热挤压固结之前，合金成分在1323k(1050℃)、800mpa的压力下进行镦锻，制成锻造坯；随后在1423k(1150℃)、挤压速度为25-30m/s、压力为620mpa的条件下，将锻造坯挤压成直径为24mm的坯料。
13、作为一个可能实现的实施方式，所述热挤压加工参数是根据在0.5真实应变下生成的加工图，使用速率动态材料模型(dmm)方法和计算出的不稳定参数确定的。
14、作为一个可能实现的实施方式，所述加工图采用gleeble模拟器通过热压缩试验生成。
15、作为一个可能实现的实施方式，所述不稳定参数通过应变速率和应变速率灵敏度m进行计算：
16、
17、作为一个可能实现的实施方式，所述热挤压的加工参数包括：坯料在1323k(1050℃)至1473k(1250℃)的温度范围内，以0.01s-1至10s-1的恒定真实应变率变形至50％的最大应变，间隔温度为50k，然后立即冷却，以抑制冷却过程中的任何扩散转变。
18、作为一个可能实现的实施方式，所述通过优化合金成分控制再结晶动力学所用化学成分包括：碳、硅、锰、磷、铬、镍、钨、钛、钇、氧和铁元素。
19、作为一个可能实现的实施方式，以重量百分比计，所述高氧化铬弥散强化铁素体钢的化学成分包括：c、0.016％，si、0.09％，mn、0.12％，p、0.008％，cr、18.34％，ni、0.066％，w、1.96％，ti、0.25％，y2o3、0.35，fe、余量。
20、作为一个可能实现的实施方式，所述高氧化铬弥散强化铁素体钢中等轴晶粒的比例大于等于0.6。
21、高氧化铬弥散强化铁素体钢在制造过程中产生方向性微结构，从而导致严重的机械性能各向异性。发明人在开发高氧化铬弥散强化铁素体钢的过程中发现，机械性能的各向异性是由大长径比细长晶粒内的细微亚结构和沿挤压方向的析出物共同作用造成的。为了解决上述问题，本申请通过：(1)优化合金中过量氧、钇和钛的含量，以控制再结晶动力学；(2)优化中间退火，以防止变形过程中的开裂，并实现无再结晶的恢复。(3)开发两步软化中间处理。也就是说本申请通过最佳热/热机械处理工艺(tmt)减少或抑制高氧化铬弥散强化铁素体钢的各向异性，提升超细等轴晶粒在高氧化铬弥散强化铁素体钢中的比例，以改善高氧化铬弥散强化铁素体钢的机械性能和整体性能。
1.一种开发高氧化铬弥散强化铁素体钢的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述两步软化中间处理包括：第一步，在升温速率为7k/min的速率下，升温至1350k(1023℃)并退火2小时，同时迭代轧制热挤压钢至50％，迭代轧制的应变速率为等于0.01s-1；第二步，在在升温速率为7k/min的速率下，升温至1420k(1147℃)的范围下退火0.5小时，迭代轧制热挤压钢至50％，迭代轧制应变速率等于0.1s-1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在热挤压固结之前，合金成分在1323k(1050℃)、800mpa的压力下进行镦锻，制成锻造坯；随后在1423k(1150℃)、挤压速度为25-30m/s、压力为620mpa的条件下，将锻造坯挤压成直径为24mm的坯料。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述热挤压加工参数是根据在0.5真实应变下生成的加工图，使用速率动态材料模型(dmm)方法和计算出的不稳定参数确定的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述加工图采用gleeble模拟器通过热压缩试验生成。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述不稳定参数通过应变速率和应变速率灵敏度m进行计算：
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述热挤压的加工参数包括：坯料在1323k(1050℃)至1473k(1250℃)的温度范围内，以0.01s-1至10s-1的恒定真实应变率变形至50％的最大应变，间隔温度为50k，然后立即冷却，以抑制冷却过程中的任何扩散转变。
8.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述通过优化合金成分控制再结晶动力学所用化学成分包括：碳、硅、锰、磷、铬、镍、钨、钛、钇、氧和铁元素。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：以重量百分比计，所述高氧化铬弥散强化铁素体钢的化学成分包括：c、0.016％，si、0.09％，mn、0.12％，p、0.008％，cr、18.34％，ni、0.066％，w、1.96％，ti、0.25％，y2o3、0.35，fe、余量。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述高氧化铬弥散强化铁素体钢中等轴晶粒的比例大于等于0.6。