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電站用新型含鉿(Hf)鐵素體不銹鋼E911
發布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間:2013-09-04
電站用鋼往往會由于晶界析出而造成蠕變破壞,因為這種晶界析出物很容易成為晶界孔穴和顯微裂紋的形核點。作為晶界析出物的M23C6碳化物的形成還可能造成晶界貧鉻區,從而使材料對腐蝕破壞敏感。由于非常高的晶粒粗化速率,這種析出物會在蠕變后階段造成蠕變壽命的縮短。英國冶金學者考慮在電站用鐵素體及奧氏體鋼中,將Hf作為一種潛在的不銹鋼添加劑來改善蠕變和腐蝕性能。研究所采用的鐵素體不銹鋼E911的化學成分為:Fe-0.115C-0.19Si-0.35Mn-0.007P-0.003S-9.10Cr-1.00Mo-0.22Ni-0.23V-0.006Al-0.069Nb-0.98W-0.069N(wt%);所采用的奧氏體不銹鋼316L的化學成分為:Fe-0.7C-0.31Si-1.8Mn-0.002P-0.02S-16.4Cr-2.14Mo-11.8Ni-0.02Cu-0.01Nb-0.001B-0.06N。
研究表明,在電站用鐵素體及奧氏體鋼中添加Hf可以顯著改變鋼的顯微組織、增加MX類顆粒的百分比,改善材料的蠕變和腐蝕性能。在鋼中形成了兩種新的析出物:碳化鉿和富含Cr-V的氮化物M2N。用聚光束衍射技術和顯微分析術鑒別出碳化鉿顆粒的存在。與傳統的電站用鐵素體不銹鋼中的VN相比,這種納米尺寸級顆粒的體積百分數更高。進一步的研究確認,Hf可以去除晶界上的M23C6碳化物,提高基材內的Cr濃度,縮小晶界上的貧鉻區,提高抗晶間腐蝕性能。
目前已生產出了含Hf的E911鋼,并確定其有與E911鋼相似的顯微組織、耐腐蝕性能、蠕變壽命和斷裂強度,說明添加相對少量的Hf對于改善材料的蠕變和抗腐蝕性能、開發和生產新型電站用鋼非常有用。
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