由于高温力学性能和抗辐照性能优异，氧化物弥散强化（ODS）钢成为近年来国际研究焦点，极具应用前景。常规ODS钢含有大量碳化物（M23C6，M为Fe、Cr），起析出强化及阻碍基体中晶界、位错运动的作用。但大量研究表明，碳化物在长期高温（＞600 ℃）、应力的服役环境中易粗化长大，恶化材料性能。然而，碳化物在ODS钢中极端服役环境（高温（＞650 ℃、强辐照、应力）下的热力学不稳性问题却一直被忽略。因此，针对ODS钢碳化物影响性能与服役安全这一关键科学问题，研究团队在高性能9Cr-ODS钢研究成果基础上，采用热力学等理论辅助计算进一步优化合金成分，设计出一种超低碳9Cr-ODS马氏体钢，以获得优异的长期高温稳定性和抗辐照性能。通过粉末冶金方法，已成功制备出超低碳9Cr-ODS钢。由于有效降低碳含量至0.012 %，钢中未发现碳化物M23C6析出，与理论计算结果一致，达到了有效抑制不稳定M23C6析出的目的。同时，所获得的弥散分布、纳米氧化物颗粒尺寸在5~15 nm、数密度1022 m-3，为高温强度提供了有利保障。相关研究结果已发表于Fusion Engineering and Design, 160, 2020, 111824。