氧化物弥散强化（Oxide Dispersion Strengthened,ODS）钢因其良好的高温力学性能和优异的抗辐照性能而成为未来能源系统的最佳备选结构材料。这种新材料的强化思路是向基体中引入稳定的、弥散分布的纳米级氧化物颗粒,从而形成弥散强化效应。本文通过行星式球磨与热等静压（HIP）烧结工艺制备了两种成分的ODS合金:14Cr-ODS和14Cr-Zr-ODS,探索了Zr元素的添加对ODS钢微观组织和力学性能的影响作用及其机制。主要结论有:14Cr-Zr-ODS合金中形成了更加细小、均匀、弥散的氧化物颗粒,对该合金内的颗粒进行表征,发现尺寸较小的颗粒主要是斜方六面体Y₄Zr₃O₁₂,尺寸较大的颗粒主要为单斜结构的Y₂O₃。对不同尺寸的颗粒与基体间的共格度进行计算后得出,共格度随着颗粒尺寸的增大而减小,而且当颗粒达到14 nm后,氧化物颗粒晶面与基体晶面在矢量g方向上已经失去平行关系。另外,由于细小的Y₄Zr₃O₁₂颗粒与基体共格度较高,界面能较低,所以具有较高的高温稳定性,在高温烧结过程中,不易被晶界溶解,也不易粗化,从而能够更有效地对晶界的迁移产生钉扎阻碍作用,细化了14Cr-Zr-ODS合金的晶粒。对两种合金进行力学性能测试,发现14Cr-Zr-ODS合金与14Cr-ODS合金相比,具有更高的强度和更好的塑性,Zr元素的强化机制主要有:（1）Zr元素的添加使氧化物颗粒更加细小弥散,从而对位错的滑移产生了更加强烈的钉扎阻碍作用;（2）Y₄Zr₃O₁₂颗粒与基体之间存在更高的共格度,界面能低,界面结合力强,能够有效避免因负载分区现象而产生的界面失效:（3）Y₄Zr₃O₁₂颗粒因与基体之间的界面更加规整,所以这些颗粒在烧结过程中能够有效避免溶解和粗化,从而阻碍了晶界迁移,细化了晶粒。