SUPER304H奧氏體不銹鋼是日本住友金屬株式會(huì)社和三菱重工在ASMESA213TP304H合金的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的一種新型不銹鋼。通過(guò)降低Mn含量上限，加入約3%的Cu、約0.45%的Nb和一定量的N，使該鋼種在時(shí)效時(shí)產(chǎn)生彌散相，即沉淀于奧氏體內(nèi)的富銅相。該富銅相與NbC、NbN、NbCrN和M23C6一起產(chǎn)生極佳的強(qiáng)化作用，而得到很高的許用應(yīng)力。
這種新的經(jīng)濟(jì)型18-8奧氏體不銹鋼專用于超臨界鍋爐的過(guò)熱器和再熱器。從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)看，這種新鋼種不含昂貴的Mo、W等元素；其許用應(yīng)力較目前常用的ASMESA-213TP304H鋼要高出約20%以上，用在鍋爐上能減薄鋼管壁厚，相對(duì)地能降低鍋爐制造的材料成本。目前該鋼種已經(jīng)納入日本MITI標(biāo)準(zhǔn)，并被ASMEcodecase2328予以確認(rèn)。該鋼種在日本電站鍋爐的過(guò)熱器和再熱器上應(yīng)用多年，用量超過(guò)6000t，顯示出良好的綜合性能。
因?yàn)閵W氏體不銹鋼的敏化程度受時(shí)效處理的影響，還受那些能改變晶界敏化及析出相熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)的影響，如應(yīng)變時(shí)效等的影響。通過(guò)對(duì)未經(jīng)變形、經(jīng)15%和20%變形這三種SUPER304H奧氏體不銹鋼樣品在700℃不同時(shí)間時(shí)效處理后形成的碳化物析出相的微觀組織、形貌及分布特征進(jìn)行觀察，對(duì)析出相的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行分析，為避免晶間腐蝕和改善材料抗晶間腐蝕性能提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。研究所用SUPER304H奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分要求見下表：
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元素成分 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
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0.07-0.13 |
≤0.3 |
≤1.0 |
≤0.03 |
≤0.10 |
7.5-17.5 |
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元素成分 |
Cr |
Cu |
Nb |
N |
Al |
B |
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17.0-19.0 |
2.5-3.5 |
0.3-0.6 |
0.05-0.12 |
0.003-0.03 |
0.0-0.01 |
研究結(jié)果表明：
未變形SUPER304H不銹鋼樣品在700℃和不同時(shí)間的時(shí)效處理后，晶界的析出物主要是M23C6型碳化物且主要是由Cr組成的碳化物。析出相的大小和數(shù)量隨時(shí)效時(shí)間的增加而增加。
15%、20%預(yù)變形的SUPER304H奧氏體不銹鋼樣品在700℃和不同時(shí)間的時(shí)效處理后，晶界處是M23C6型碳化物析出相，晶內(nèi)及位錯(cuò)線附近發(fā)現(xiàn)球狀以及不規(guī)則形狀的MC型碳化物析出相。
預(yù)變型增加了鋼中的位錯(cuò)密度，位錯(cuò)提供了更多的析出相形核位置，儲(chǔ)存了更多的能量。因此，隨著變形量和時(shí)效時(shí)間的增加，沉淀相的析出數(shù)量及大小均增加。（余冶）
