In this study, the effects of Cr and W contents on the microstructure and Charpy impact properties of Fe–Cr–W oxide dispersion strengthened (ODS) steels were investigated. ODS steels were fabricated by mechanical alloying followed by hot-rolling and tempering, and Charpy impact tests were conducted at −40 °C in both longitudinal-transverse (LT) and longitudinal-short transverse (LS) orientations. The high contents of Cr and W induced a significant <110> fiber texture in the elongated ferritic/martensitic matrix, which was associated with the high stability of ferrite at the hot-rolling temperature. This anisotropic microstructure caused the texture-induced delamination perpendicular to the notch base for the LT orientation and parallel to the notch base for the LS orientation. Such delamination in the LT specimens increased the tendency for ductile fracture, thereby resulting in the enhanced fracture propagation energy in a Charpy impact test. For the LS specimens, however, the Charpy impact energy exhibited enormous scatter depending on the formation of secondary delamination and the degree of plastic bending of the un-notched ligament after primary fracture. When the contents of Cr and W were relatively low, the equiaxed and fine grain structure without preferred orientation was obtained by the dynamic recrystallization of high-temperature austenite during hot-rolling. With this microstructure, the steel offered a high resistance to crack initiation, but the crack was propagated abruptly along the grain boundary decorated with coarse carbide particles.

在这项研究中，研究了Cr和W含量对Fe-Cr-W氧化物弥散强化（ODS）钢的显微组织和夏比冲击性能的影响。ODS钢是通过机械合金化随后进行热轧和回火来制造的，夏比冲击试验是在-40°C的纵向和横向（LT）方向上进行的。Cr和W的高含量在拉长的铁素体/马氏体基体中引起明显的<110>纤维织构，这与铁素体在热轧温度下的高稳定性有关。这种各向异性的微观结构导致垂直于LT方向的凹口基部和平行于LS方向的凹口基部引起纹理引起的分层。LT试样中的这种分层增加了延性断裂的趋势，从而在夏比冲击试验中导致断裂传播能量的增加。然而，对于LS标本，夏比冲击能表现出极大的分散性，这取决于二次剥离的形成以及一次断裂后无缺口韧带的塑性弯曲程度。当Cr和W的含量相对较低时，通过热轧过程中高温奥氏体的动态再结晶获得了没有优选取向的等轴细晶粒组织。由于具有这种显微组织，钢具有较高的抗裂纹萌生性，但裂纹会沿用粗大碳化物颗粒装饰的晶界突然传播。从而在夏比冲击试验中提高了断裂传播能量。然而，对于LS标本，夏比冲击能表现出极大的分散性，这取决于二次剥离的形成以及一次断裂后无缺口韧带的塑性弯曲程度。当Cr和W的含量相对较低时，通过热轧过程中高温奥氏体的动态再结晶获得了没有优选取向的等轴细晶粒组织。由于具有这种显微组织，钢具有较高的抗裂纹萌生性，但裂纹会沿用粗大碳化物颗粒装饰的晶界突然传播。从而在夏比冲击试验中提高了断裂传播能量。然而，对于LS标本，夏比冲击能表现出极大的分散性，这取决于二次剥离的形成以及一次断裂后无缺口韧带的塑性弯曲程度。当Cr和W的含量相对较低时，通过热轧过程中高温奥氏体的动态再结晶获得了没有优选取向的等轴细晶粒组织。由于具有这种显微组织，钢具有较高的抗裂纹萌生性，但裂纹会沿用粗大碳化物颗粒装饰的晶界突然传播。夏比冲击能表现出极大的分散性，这取决于二次剥离的形成和一次断裂后无缺口韧带的塑性弯曲程度。当Cr和W的含量相对较低时，通过热轧过程中高温奥氏体的动态再结晶获得了没有优选取向的等轴细晶粒组织。由于具有这种显微组织，钢具有较高的抗裂纹萌生性，但裂纹会沿用粗大碳化物颗粒装饰的晶界突然传播。夏比冲击能表现出极大的分散性，这取决于二次剥离的形成以及一次断裂后无缺口韧带的塑性弯曲程度。当Cr和W的含量相对较低时，通过热轧过程中高温奥氏体的动态再结晶获得了没有优选取向的等轴细晶粒组织。由于具有这种显微组织，钢具有较高的抗裂纹萌生性，但裂纹会沿用粗大碳化物颗粒装饰的晶界突然传播。通过热轧过程中高温奥氏体的动态再结晶获得了没有优选取向的等轴细晶粒组织。由于具有这种显微组织，钢具有较高的抗裂纹萌生性，但裂纹会沿着装饰有粗碳化物颗粒的晶界突然传播。通过热轧过程中高温奥氏体的动态再结晶获得了没有优选取向的等轴细晶粒组织。由于具有这种显微组织，钢具有较高的抗裂纹萌生性，但裂纹会沿用粗大碳化物颗粒装饰的晶界突然传播。