中国低活化马氏体(CLAM)钢和氧化物弥散强化(ODS)合金均是聚变堆包层结构的核心候选材料。CLAM钢制备工艺成熟，但服役温度上限为550℃，而9Cr-ODS合金因其内部弥散分布的高密度纳米氧化物，具有更优异的高温力学性能和抗辐照性能，但目前其制备规模受限。因此，如何实现这两种异质材料的可靠连接对于制造可服役在较高温度且可规模化生产的聚变堆包层产能部件至关重要。
然而，传统熔焊技术易导致ODS合金中纳米氧化物的分解与粗化，严重影响接头性能。为解决该难题，科研人员创新采用热变形连接这一固态连接技术，系统研究了1050℃下不同变形量对CLAM钢与9Cr-ODS合金界面组织与氧化物的影响规律。结果表明，界面氧化物的成分、尺寸与形貌随变形量增加发生显著转变。5%变形量下存在的粗大Cr-Mn-Ti复合氧化物随变形增大逐步分解，并转变为更稳定的TiTaO₄氧化物;在30%变形条件下，进一步形成独特的“核-壳”结构氧化物，最终实现界面氧化物的完全纳米化。同时，原始平直界面被动态再结晶晶粒取代，实现界面完全冶金愈合。接头性能评估表明，在10%变形条件下，连接接头的拉伸性能与CLAM钢母材相当，显示出优异的连接质量与可靠性。该研究通过热—机械协同作用，成功将脆性界面氧化物转化为有益纳米相，为高服役性能核部件的制造提供了新的技术路径与科学依据。
本研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院国际伙伴计划项目、中国核工业集团有限公司领创科研项目等资助。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1044580325009271
