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時效時間對S30432奧氏體耐熱鋼（化學成分）組織的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-08-20
S30432鋼是由日本住友金屬和三菱重工開發的一種奧氏體耐熱鋼，該鋼在580℃～620℃溫度區間持久強度高、組織穩定性良好，在國內外超超臨界火電機組上大量應用于鍋爐的過熱器管和再熱器管。
S30432鋼是由日本住友金屬和三菱重工開發的一種奧氏體耐熱鋼，該鋼在580℃～620℃溫度區間持久強度高、組織穩定性良好，在國內外超超臨界火電機組上大量應用于鍋爐的過熱器管和再熱器管。該鋼利用了Nb的碳、氮化物起到強化作用，通過添加Cu時效析出富Cu相來提高強度，在成材工藝上通過調整軟化處理溫度和固溶處理溫度獲得較細小的奧氏體晶粒，提高鋼的高溫抗蒸汽氧化性能，但S30432鋼國產化后持久強度不夠穩定。為此，研究了650℃不同時效時間對S30432鋼組織和析出相的影響，分析析出相的種類、數量和分布形態，探討該鋼的析出相在長時高溫下的析出與變化規律，目的是通過分析該鋼在高溫條件下的組織變化及析出行為，從而探究鋼的強化和弱化機理以及時效原因等。
試驗材料選用供貨態S30432鋼鋼管，其主要化學成分符合表1的成分要求。S30432鋼的熱處理工藝為1150℃×1h固溶+650℃時效，時效時間分別為10、300、1000、3000h。
表1??S30432鋼的化學成分（質量分數，?%）
C
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Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Cr
|
Ni
|
Cu
|
Nb
|
N
|
Al
|
B
|
0.07～0.13
|
≤0.30
|
≤1.00
|
≤0.030
|
≤0.010
|
17.0～19.0
|
7.50～10.50
|
2.50～3.50
|
0.20～0.60
|
0.05～0.12
|
0.003～0.030
|
0.001～0.010
|
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試樣經機械打磨和拋光后，用體積分數為4%的硝酸酒精溶液侵蝕，然后用FEI?QUANTA?400掃描電鏡（SEM）進行組織觀察。用線切割將試樣切至0.2mm厚，經機械研磨后，采用TENUPOL-5型雙噴減薄儀在-30℃進行雙噴減薄，雙噴液為5%高氯酸+95%無水乙醇，液氮冷卻，電壓20～35V。用JEM2100透射電鏡（TEM）觀察組織形貌。結果表明：
（1）S30432鋼在650℃時效時，隨著時效時間的延長，組織中的孿晶大量消失，并發生明顯回復過程，但晶粒沒有明顯長大，組織中有大量的未溶Nb（C，N）。
（2）時效時間為1000h時，M23C6相在晶界處的數量急劇增加，在時效3000h后，隨著析出數量的增加和析出物長大，碳化物呈鏈狀分布在晶界，富銅相析出數量也大量增加。
（3）在時效初期，富銅相析出數量極少，且只有幾個納米大小，隨著時效時間延長，富銅相析出數量增加，并發生長大。富銅相和M23C6相、孿晶一起阻礙位錯運動，強化了晶界和基體，從而提高鋼的高溫性能。
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