CN112481544A - 一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法 - Google Patents

一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，属于金属材料制备领域。其步骤如下：一、将钢基体置于容器中熔炼成钢液，待钢基体完全熔化后，向钢液中加入氧载体颗粒继续熔炼，使氧载体颗粒与钢液混合，冷却得到料锭；二、将钢基体置于容器中熔炼成钢液，待钢基体完全熔化后，向钢液中加入稀土元素，形成含稀土元素的钢液；三、将料锭加入含稀土元素的钢液中进行熔炼，使料锭溶解，料锭中的氧载体颗粒发生部分溶解，得到熔体，熔体冷却得到铸坯；四、对铸坯进行轧制和热处理，得到ODS钢。本发明能够制备出具备极高密度的纳米稀土氧化物的ODS钢，制备出的ODS钢的性能大大提升。

Description

一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法
技术领域
本发明属于金属材料制备领域，更具体地说，涉及一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法。
背景技术
氧化物弥散强化钢，简称ODS钢，是一种具有优异的高温蠕变性能和抗辐照性能的金属材料。ODS钢中存在大量弥散分布的氧化物强化相，其通过大量纳米尺寸的氧化物弥散强化相钉扎基体中的位错和晶界来阻碍位错的滑移，从而起到强化的作用。另外，这些强化相具有优异的高温稳定性，可以在大量的离子及中子辐照环境下长期保持较高的性能。因此，鉴于其优异的力学性能、高温稳定性及抗辐照性能，ODS钢成为了第四代核反应堆和聚变堆第一壁的理想包壳材料。
目前已报道的ODS钢主要通过粉末冶金的方法制备。其首先将纳米尺寸的强化相(一般为Y2O3)粉末加入到合金粉末中，在球磨机中进行机械合金化球磨处理，使Y2O3固溶到合金基体中。接着随着球磨的进行，合金粉末逐渐发生团聚，团聚的粉末颗粒随球磨时间的延长而逐渐细化并转变为尺寸约十几微米的等轴晶粒，此时合金粉末之间达到了冷焊-断裂的动态平衡。最后，球磨后的合金粉体需要通过热挤压或热等静压方法进行热固化成型。然而，传统机械合金化的方法存在一些缺点，如球磨时间过长，生产效率低，容易引入杂质，预合金粉末在较长时间的球磨下会发生一定程度的氧化，并且所添加的元素含量也存在一定的限制。
因此，由于纳米结构ODS钢常规的制备工艺需要长时间的机械合金化来实现合金元素在Fe基体中的充分固溶，导致钢的生产效率低、生产成本髙，同时不可避免地会受到来自外界气氛和球磨介质的污染，使得制备的纳米结构ODS钢的纳米稀土氧化物数密度低，性能下降。
如中国专利申请号为：CN201610711659.7，公开日为：2017年12月12日的专利文献，公开了一种氧化物弥散强化ODS高熵合金及其制备方法，属于金属结构材料领域。该发明将一定成分配比的纯金属粉末和一定含量的氧化物颗粒混合后通过机械合金化方法制备ODS高熵合金粉末；然后利用放电等离子烧结(SPS)的方法获得最终的ODS高熵合金。制备得到的ODS高熵合金主要由固溶体相(95％以上)及少量均匀弥散分布的纳米氧化物颗粒组成；并具有优异的综合力学性能及良好的热稳定性，其中由面心立方结构(FCC)+体心立方结构(BCC)固溶体相组成的FeCoNiCrAl基ODS高熵合金的抗压强度超过3500MPa，压缩应变可达10％。该方案即是采用机械合金化方法制备ODS合金粉末，因此其制备的合金粉末会存在上述内容中提到的问题。
中国专利申请号为：CN201510808687.6，公开日为：2016年1月27日的专利文献，公开了一种氧化物弥散强化钢的制备方法及一种马氏体钢，所述制备方法在铸模中加入铁的氧化物，向充分脱氧后的钢液中加入适量稀土元素并快速浇铸到铸模中，通过稀土元素与铁的氧化物反应得到氧化物弥散强化钢(ODS钢)；一种马氏体钢，由上述方法制得的ODS钢热锻、热轧、热加工和热处理所得，本发明制备的ODS钢淬透性高，残余奥氏体含量很低，可以得到全马氏体组织。该方案采用熔炼工艺进行ODS钢的制备，但是，其直接将含稀土元素的钢液与氧化铁进行反应，虽然可以制备出性能较佳的ODS钢，但是ODS钢中的纳米稀土氧化物的密度相较于常规的ODS钢并没有明显提升，导致该ODS钢仍然达不到理想的使用要求。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有的常规工艺在制备ODS钢时，制备出的ODS钢中的纳米稀土氧化物的密度一把，导致制备出的ODS钢的性能达不到理想使用要求的问题，本发明提供一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，能够制备出具备极高密度的纳米稀土氧化物的ODS钢，制备出的ODS钢的性能大大提升。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其步骤如下：
一、将钢基体置于容器中熔炼成钢液，待钢基体完全熔化后，向钢液中加入氧载体颗粒继续熔炼，使氧载体颗粒与钢液混合，冷却得到料锭；
二、将钢基体置于容器中熔炼成钢液，待钢基体完全熔化后，向钢液中加入稀土元素，形成含稀土元素的钢液；
三、将料锭加入含稀土元素的钢液中进行熔炼，使料锭溶解，料锭中的氧载体颗粒发生部分溶解，得到熔体，熔体冷却得到铸坯；
四、对铸坯进行轧制和热处理，得到ODS钢。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤一还包括以下过程：将制备的料锭均匀切割成多块。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤二中，含稀土元素的钢液中稀土元素的质量百分比为0.1％～0.3％。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤二加入的稀土元素和步骤一加入的氧载体颗粒的物质的量之比为(1:1)～(1:5)。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤三的熔体中，溶解的氧载体颗粒占比为10％～50％。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤一中，氧载体颗粒为氧元素和金属元素X的化合物。
作为技术方案的进一步改进，所述氧载体颗粒为TiO2。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤四制备的ODS钢的化学成分及其质量百分比为：C：0.03～0.13％,Si≦1.00％,Mn≦2.00％,P≦0.045％,S≦0.03％,Cr:9.0～18.0％，Ni:12.0％～15.0％，Mo:2.00％～3.00％，W：2.00％～3.00％，RE:0.01％～0.3％，X:0.01～0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤一中，氧载体颗粒的粒径为1μm～50mm，X元素与氧的结合力小于稀土元素与氧的结合力。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤三中，熔炼温度与钢基体熔点的温差为100℃，熔炼时间为1～20min。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤三中，熔体的冷却速度为101～106K/s。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，向完全溶解的钢液中加入氧载体颗粒，并控制后续熔炼时间，使氧载体颗粒只进行部分溶解便与钢液冷却形成含未溶解氧载体颗粒和固溶态氧原子的料锭，接着采用同样的方法将料锭加入含稀土元素的钢液中并冷却形成含未溶解氧载体颗粒、固溶体氧原子和稀土元素的铸坯，从而在对铸坯进行热处理时，坯料中过饱和固溶态氧原子会与稀土元素发生发应沉淀析出纳米稀土氧化物，使坯料中的氧浓度大幅度下降，令氧载体颗粒元素与溶解氧的实际浓度积小于平衡溶度积，此时，未溶解的氧载体颗粒开始不断缓慢释放氧原子，使得铸坯中溶解氧与稀土元素的浓度积又大于其平衡溶度积，并进一步以纳米级的形式析出纳米稀土氧化物，通过在铸坯中储存未溶解氧载体颗粒的方式，使得未溶解氧载体颗粒能够在铸坯的后续热处理过程中逐步释放出氧原子与稀土元素进行反应，最终使氧载体颗粒完全溶解，得到数量密度超过1023m-3的性能优异的纳米稀土氧化物弥散强化钢，而常规熔炼工艺直接将氧载体颗粒与含稀土元素的钢液反应制备ODS钢时，大量的氧原子与稀土元素直接反应，导致最终制得的ODS钢中的纳米稀土氧化物的密度很难达到极高程度；
(2)本发明一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，直接将微米级甚至毫米级的颗粒状TiO2与钢基体熔炼制备成料锭氧载体，其制备步骤简易，生产数量大，制备出的固态氧源性能稳定，尤其是，其将固态氧源即料锭均匀切割成多个小块，使得工作人员在后续步骤中将料锭加入含稀土元素的钢液中时能够精确地控制熔炼时间，确保料锭溶解于钢液中后即进行快速冷却，防止氧载体颗粒发生过多溶解，从而提高最终制得的ODS钢的纳米稀土氧化物的密度；
(3)本发明一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，对熔体进行快速冷却凝固操作，能够减少熔体成型过程氧载体颗粒的溶解，并保证稀土元素、固溶态氧原子和氧载体颗粒的均匀分布和使得铸坯组织细小均匀；
(4)本发明一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，对铸坯先进行轧制工作，能够细化铸坯晶粒，调控铸坯中的氧载体颗粒、固溶态氧原子和稀土元素的分布，消除组织缺陷，使得铸坯的力学性能得到改善。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明实施例2所得到样品的TEM照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
如图1所示，一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，采用熔炼、轧制和热处理工艺结合的方式来进行ODS钢的制备，包括以下步骤：
一、将钢基体置于坩埚中，进行熔炼，对炉腔进行抽真空，低真空条件下洗气两次，再抽高真空，抽到5×10-3Pa，再反充氩气至0.05MPa，形成保护性气氛。打开熔炼电源，调节电流大小，观察熔炼情况，待坩埚中钢原料完全熔化，形成均匀的钢液。往钢液中直接加入氧载体颗粒，控制熔炼温度至设定温度(根据钢基体熔点确定)，加入氧载体颗粒后再熔炼一定时间(根据氧载体颗粒情况确定)，保证氧载体颗粒没有完全溶解，随炉冷却得到含氧载体颗粒的料锭，此时氧载体颗粒发生部分溶解，其尺寸减小，之后冷却得到含未溶解氧载体颗粒的料锭。该步骤中，应尽量保证氧载体颗粒不发生溶解，与钢液混合并冷却形成料锭，溶解的氧载体颗粒的氧元素以固溶态氧原子的形式存在与料锭中，未溶解的氧载体颗粒则为固态。采用该步骤制备固态氧源，其制备步骤简易，生产数量大，制备出的固态氧源性能稳定。加入的氧载体颗粒为氧载体颗粒为氧元素和金属元素X的化合物，如TiO2，其粒径为1μm～50mm，X元素与氧的结合力小于稀土元素与氧的结合力。
待料锭成型后，根据需求将料锭切割成均匀大小的多个小块，使得工作人员在后续步骤中将料锭加入含稀土元素的钢液中时能够精确地控制熔炼时间，确保料锭溶解于钢液中后即进行快速冷却，防止氧载体颗粒发生过多溶解，从而提高最终制得的ODS钢的纳米稀土氧化物的密度。
二、将钢基体置于坩埚中，对炉腔进行抽真空，低真空条件下洗气两次，再抽高真空，抽到5×10-3Pa，再反充氩气至0.05MPa，形成保护性气氛。打开熔炼电源，调节电流大小，观察熔炼情况，待坩埚中钢原料完全熔化，形成均匀的钢液。向钢液中加入稀土锭或稀土合金如Y块，继续熔炼使稀土锭或稀土合金完全溶解，形成含稀土元素的钢液，钢液中稀土元素的质量百分比为0.1％～0.3％。该步骤中，稀土元素和步骤一加入的氧载体颗粒的物质的量之比为(1:1)～(1:5)。
三、将步骤一切割好的料锭加入含稀土元素的钢液中进行熔炼，使料锭溶解并混入钢液中，此过程中，料锭中的氧载体颗粒发生部分溶解，氧载体颗粒尺寸将进一步有所减小(最终未溶氧载体颗粒尺寸在亚微米级至微米级)，个别颗粒甚至完全溶解，得到含稀土元素、固溶态氧原子和未溶氧载体颗粒的熔体，熔体冷却得到铸坯。需要注意的是，该步骤中，溶体中的固溶态氧原子含量需要低于熔体析出稀土氧化物限制，溶体内溶解的氧载体颗粒占比为10％～50％。溶体的冷却为快速冷却，冷却速度控制在101～106K/s，具体冷却方式可使用离心铸造和薄带连铸等，采用快速冷却凝固操作，能够减少熔体成型过程氧载体颗粒的溶解，并保证稀土元素、固溶态氧原子和氧载体颗粒的均匀分布和使得铸坯组织细小均匀。冷却后，由于铸坯中稀土元素和溶解氧溶度积降低，铸坯中会含有未溶解氧载体颗粒以及一定数量的纳米稀土氧化物。
四、对铸坯进行轧制和热处理，得到ODS钢。轧制和热处理采用现有工艺中的常规处理方式即可，轧制工作能够细化铸坯晶粒，调控铸坯中的氧载体颗粒、固溶态氧原子和稀土元素的分布，消除组织缺陷，使得铸坯的力学性能得到改善。而在对铸坯进行热处理时，铸坯中的过饱和固溶态氧原子会与稀土元素发生发应沉淀析出纳米稀土氧化物，使坯料中的氧浓度大幅度下降，令氧载体颗粒元素与溶解氧的实际浓度积小于平衡溶度积。此时，未溶解的氧载体颗粒开始不断缓慢释放氧原子，使得铸坯中溶解氧与稀土元素的浓度积又大于其平衡溶度积，并进一步以纳米级的形式析出纳米稀土氧化物。而通过在铸坯中储存未溶解氧载体颗粒的方式，使得未溶解氧载体颗粒能够在铸坯的后续热处理过程中逐步释放出氧原子与稀土元素进行反应，最终使氧载体颗粒完全溶解，得到数量密度超过1023m-3的性能优异的纳米稀土氧化物弥散强化钢，而常规熔炼工艺直接将氧载体颗粒与含稀土元素的钢液反应制备ODS钢时，大量的氧原子与稀土元素直接反应，导致最终制得的ODS钢中的纳米稀土氧化物的密度很难达到极高程度。
综上所述，本实施例的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，能够制备出具备极高密度的纳米稀土氧化物的ODS钢，制备出的ODS钢的性能大大提升。
实施例1
选择使用316L作为钢基体，TiO2作为氧载体颗粒，稀土选择Y块，熔炼+固态反应合成316L-ODS钢。
钢各种成分占总质量的百分比:C:0.03％,Si:1.00％,Mn:2.00％,P:0.045％,S:0.03％,Cr:16.0％,Ni:12.0％,Mo:2.00％,Y:0.2％,Ti:0.25％,余量为Fe和不可避免的杂质。
具体操作步骤如下：
一、将316L置于坩埚，对炉腔进行抽真空，低真空条件下洗气两次，再抽高真空，抽到5×10-3Pa，再反充氩气至0.05MPa，形成保护性气氛。打开熔炼电源，调节电流大小，观察熔炼情况，熔炼温度为1500℃左右，熔炼时间为1～5分钟，待坩埚中原料完全熔化，在坩埚中熔炼得到钢液。此时将5mm的氧载体颗粒TiO2直接加入到钢液中，加入氧载体颗粒后继续熔炼1～5min，该过程中控制TiO2不让其完全溶解，部分以固态形式保留，随炉冷却得到含氧载体颗粒的料锭。将该料锭切割成数个小块便于后续熔炼。
二、将316L置于坩埚，对炉腔进行抽真空，低真空条件下洗气两次，再抽高真空，抽到5×10-3Pa，再反充氩气至0.05MPa，形成保护性气氛。打开熔炼电源，调节电流大小，观察熔炼情况，熔炼温度为1500℃左右，熔炼时间为1～5分钟，待坩埚中原料完全熔化，在坩埚中熔炼得到钢液。
三、此时向步骤二的钢液中直接加入稀土Y块，继续熔炼1～5min至Y块完全溶解于钢液中，随后往熔体中直接加入切割好的含氧载体颗粒的料锭，控制熔炼时间在1～5min不让氧载体颗粒完全溶解，此时得到的熔体中有大量未溶的氧载体颗粒。随后采用离心铸造工艺，冷速在1000K/s左右，使熔体经过石墨导流槽流入旋转的铜模型腔中，利用离心力使熔体迅速充满型腔，待冷却凝固后取出铸坯，该铸坯在快速凝固下保留了大量氧载体颗粒，占比约为70％，并生成微量纳米稀土氧化物。接着对铸坯进行轧制，轧制量在50％。最后对轧制后的铸坯热处理，工艺为退火800℃，10h，在这个过程中，未熔的氧载体颗粒TiO2逐步释放O原子，与钢中的Y元素结合，析出大量弥散分布的纳米Y2O3，直至TiO2被消耗完全，最终得到数量密度超过1023m-3性能优异的纳米稀土氧化物弥散强化钢。
实施例2
选择使用纯铁作为基体，TiO2作为氧载体颗粒，稀土选择Er块，熔炼+固态反应合成ODS钢。
钢各种成分占总质量的百分比:C:0.03％,Si:1.00％,Mn:2.00％,P:0.045％,S:0.03％,Cr:16.0％,Ni:12.0％,Mo:2.00％,Er:0.2％,Ti:0.25％,余量为Fe和不可避免的杂质。
具体操作步骤如下：
一、将纯铁置于坩埚，对炉腔进行抽真空，低真空条件下洗气两次，再抽高真空，抽到5×10-3Pa，再反充氩气至0.05MPa，形成保护性气氛。打开熔炼电源，调节电流大小，观察熔炼情况，熔炼温度为1600℃左右，熔炼时间为1～5分钟，待坩埚中原料完全熔化，在坩埚中熔炼得到钢液。此时将5mm的氧载体颗粒TiO2直接加入到钢液中，加入氧载体颗粒后继续熔炼1～5min，该过程中控制TiO2不让其完全溶解，部分以固态形式保留，随炉冷却得到含氧载体颗粒的料锭。将该料锭切割成数个小块便于后续熔炼。
二、将纯铁置于坩埚，对炉腔进行抽真空，低真空条件下洗气两次，再抽高真空，抽到5×10-3Pa，再反充氩气至0.05MPa，形成保护性气氛。打开熔炼电源，调节电流大小，观察熔炼情况，熔炼温度为1600℃左右，熔炼时间为1～5分钟，待坩埚中原料完全熔化，在坩埚中熔炼得到钢液。
三、此时向步骤二的钢液中直接加入稀土Er块，继续熔炼1～5min至Er块完全溶解于钢液中，随后往熔体中直接加入切割好的含氧载体颗粒的料锭，控制熔炼时间在1～5min不让氧载体颗粒完全溶解，此时得到的熔体中有大量未溶的氧载体颗粒。随后采用离心铸造工艺，冷速在1200K/s左右，使熔体经过石墨导流槽流入旋转的铜模型腔中，利用离心力使熔体迅速充满型腔，待冷却凝固后取出铸坯，该铸坯在快速凝固下保留了大量氧载体颗粒，占比约为90％，并生成微量纳米稀土氧化物。接着对铸坯进行轧制，轧制量在50％。最后对轧制后的铸坯热处理，工艺为退火800℃，10h，在这个过程中，未熔的氧载体颗粒TiO2逐步释放O原子，与钢中的Er元素结合，析出大量弥散分布的纳米Y2O3，直至TiO2被消耗完全，最终得到数量密度超过1023m-3性能优异的纳米稀土氧化物弥散强化钢。得到的产品图片如图2所示。
实施例3
选择使用9Cr铁素体钢作为基体，TiO2作为氧载体颗粒，稀土选择Y块，熔炼+固态反应合成9Cr-ODS钢。
钢各种成分占总质量的百分比:C:0.13％,Si:1.00％,Mn:2.00％,P:0.045％,S:0.03％,Cr:9％,Ni:12.0％,Mo:2.00％,Er:0.2％,Ti:0.25％,余量为Fe和不可避免的杂质。
具体操作步骤如下：
一、将9Cr铁素体钢置于坩埚，对炉腔进行抽真空，低真空条件下洗气两次，再抽高真空，抽到5×10-3Pa，再反充氩气至0.05MPa，形成保护性气氛。打开熔炼电源，调节电流大小，观察熔炼情况，熔炼温度为1550℃左右，熔炼时间为1～5分钟，待坩埚中原料完全熔化，在坩埚中熔炼得到钢液。此时将5mm的氧载体颗粒TiO2直接加入到钢液中，加入氧载体颗粒后继续熔炼1～5min，该过程中控制TiO2不让其完全溶解，部分以固态形式保留，随炉冷却得到含氧载体颗粒的料锭。将该料锭切割成数个小块便于后续熔炼。
二、将9Cr铁素体钢置于坩埚，对炉腔进行抽真空，低真空条件下洗气两次，再抽高真空，抽到5×10-3Pa，再反充氩气至0.05MPa，形成保护性气氛。打开熔炼电源，调节电流大小，观察熔炼情况，熔炼温度为1550℃左右，熔炼时间为1～5分钟，待坩埚中原料完全熔化，在坩埚中熔炼得到钢液。
三、此时向步骤二的钢液中直接加入稀土Y块，继续熔炼1～5min至Y块完全溶解于钢液中，随后往熔体中直接加入切割好的含氧载体颗粒的料锭，控制熔炼时间在1～5min不让氧载体颗粒完全溶解，此时得到的熔体中有大量未溶的氧载体颗粒。随后采用薄带连铸工艺，冷速在500K/s左右，使熔体注入两个逆向旋转的水冷辊与两耐火材料侧封板组成的三角熔池，钢液接触水冷辊，经导热传热过程，首先形成半凝固层，然后在双辊的逆向转动下进入吻合点，经过铸轧最终成为厚度在1.5-8mm左右的铸坯，该铸坯在快速凝固下保留了大量氧载体颗粒，占比约为50％，并生成微量纳米稀土氧化物。接着对铸坯进行轧制，经四辊热轧机在线轧制成厚度为0.5-3mm的薄带。最后对轧制后的铸坯热处理，工艺为退火800℃，10h，在这个过程中，未熔的氧载体颗粒TiO2逐步释放O原子，与钢中的Y元素结合，析出大量弥散分布的纳米Y2O3，直至TiO2被消耗完全，最终得到数量密度超过1023m-3性能优异的纳米稀土氧化物弥散强化钢。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其步骤如下：
一、将钢基体置于容器中熔炼成钢液，待钢基体完全熔化后，向钢液中加入氧载体颗粒继续熔炼，使氧载体颗粒与钢液混合，冷却得到料锭；
二、将钢基体置于容器中熔炼成钢液，待钢基体完全熔化后，向钢液中加入稀土元素，形成含稀土元素的钢液；
三、将料锭加入含稀土元素的钢液中进行熔炼，使料锭熔化，料锭中的氧载体颗粒发生部分溶解，得到熔体，熔体冷却得到铸坯；
四、对铸坯进行轧制和热处理，得到ODS钢。
2.根据权利要求1所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤一还包括以下过程：将制备的料锭均匀切割成多块。
3.根据权利要求1所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，含稀土元素的钢液中稀土元素的质量百分比为0.1％～0.3％。
4.根据权利要求3所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤二加入的稀土元素和步骤一加入的氧载体颗粒的物质的量之比为(1:1)～(1:5)。
5.根据权利要求1所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤三的熔体中，溶解的氧载体颗粒占比为10％～50％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，氧载体颗粒为氧元素和金属元素X的化合物。
7.根据权利要求6所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤四制备的ODS钢的化学成分及其质量百分比为：C：0.03～0.13％,Si≦1.00％,Mn≦2.00％,P≦0.045％,S≦0.03％,Cr:9.0～18.0％，Ni:12.0％～15.0％，Mo:2.00％～3.00％，W：2.00％～3.00％，RE:0.01％～0.3％，X:0.01～0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
8.根据权利要求7所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，氧载体颗粒的粒径为1μm～50mm，X元素与氧的结合力小于稀土元素与氧的结合力。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，熔炼温度与钢基体熔点的温差为100℃，熔炼时间为1～20min。
10.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，熔体的冷却速度为101～106K/s。
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