在為鍋爐管設(shè)計(jì)的競爭材料中，SUS304H奧氏體不銹鋼主要因其良好的抗氧化性、高的抗腐蝕能力、高的抗蠕變能力和相對低的加工成本而顯示出相當(dāng)大的前途。在高的蒸汽溫度下操作達(dá)到進(jìn)一步提高電站的效率，這要求使用具有更高抗蠕變性能的合金。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在SUS304H中添加3wt.%的銅目的是降低再循環(huán)成本，還可提高該奧氏體鋼的高溫強(qiáng)度，尤其是它在650～750℃溫度范圍內(nèi)的蠕變性能。還發(fā)現(xiàn)了Cu能提高蠕變強(qiáng)度的確切的機(jī)理和作用。于是提出：因?yàn)榛w中粘附著納米級（直徑～15-50nm）大小的富銅相，所以固溶處理期間溶解在奧氏體基體中的銅，在服役過程中析出。有人指出Cu添加到3～4wt.%是最佳的，它能形成結(jié)合了理想尺寸、數(shù)量和間距為一體的富銅相。還有報(bào)道稱，Cu在提高鋼的蠕變性能中的作用促進(jìn)了時效。

研究人員測定了兩種公稱化學(xué)成分為Fe-0.1C-18Cr-9.3Ni-0.4Nb-0.2Si-0.8Mn-0.1N-xCu的SUS304H奧氏體不銹鋼，此處x=0和3。分別用0-Cu和3-Cu表示。這些合金經(jīng)700℃×100h退火后，試驗(yàn)性研究了銅對其力學(xué)性能的影響。

對退火和未退火的試樣進(jìn)行光學(xué)顯微法測定。試樣經(jīng)金相拋光，并用10%草酸溶液（蒸餾水配制）電侵蝕。用工業(yè)軟件SigmaScanPro測定合金的晶粒尺寸。對3-Cu合金進(jìn)行透射電子顯微鏡（TEM）觀察。按照ASTME8M-04進(jìn)行室溫單向拉伸實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：兩種經(jīng)退火的合金中晶粒都被粗化。奧氏體晶粒中分布著納米級球狀Cu顆粒析出物，并且在位錯處存在碳化物。這些合金的屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度都仍然不隨退火時間而變。對于添加了3wt.%Cu的合金而言，其拉伸延性和應(yīng)變硬化指數(shù)因退火而提高，這些都?xì)w功于退火引起的晶粒粗化，因此認(rèn)為含銅合金暴露在高溫下不會引起該合金的脆裂?？傊?，添加了Cu的SUS304H鋼不影響其力學(xué)性能反而改善了其抗蠕變性能。（心遠(yuǎn)）