HR3C不锈钢时效过程中铌的析出规律及其对机能的影响

　　HR3C高温奥氏体不锈钢重要应用于超超临界火力电站中过热器和再热器部分。它是在TP310钢基本上添加Nb、N而形成的一种高Cr、Ni奥氏体耐热钢。铌的参加使HR3C在应用过程中析出很多含铌第二相，进步了钢的高温机能。含铌相的类型、析出动力学和对机能的影响一向是研究的热点。然则，人们对HR3C钢中含铌析出相及其对机能的影响还懂得不敷，仍须要进一步的具体深刻研究。为此，研究了HR3C钢在1220℃固溶处理，然后在800℃加快时效后，含铌析出相的变更规律及其对硬度和耐腐化机能的影响。

　　实验用材料由某钢厂供给。其化学成分如表1所示。钢料经由过程线切割加工成10mm×10mm×15mm的小试样。将制备好的试样在箱式电阻炉中进行1220℃固溶处理，保温30min，然后在800℃下分别时效20、40、60、80和100h，空冷。试样用砂纸打磨滑腻，制备金相试样，用王水腐化，在MDS金相显微镜和TESCANVEGA3扫描电子显微镜下不雅察显微组织。金相试样用来测试外面硬度。测试仪器为HV-50维氏硬度仪，载荷30kg，加载时光15s。将TEM试样切割成0.5mm薄片，经制备的试样在JEOL2100F透射电子显微镜下不雅察。采取电化学动电位再活化法测定试样的耐晶间腐化机能。

　　表1HR3C钢化学成分（质量分数，%）　　

　　成果注解：

　　（1）HR3C钢时效后晶粒度无明显变更，晶内出现大量孪晶并在孪晶界处析出第二相。造成混晶现象的原因是因为第二相分布不平均导致个别晶粒产生二次再结晶，晶粒不平均长大所致。

　　（2）HR3C钢时效过程中的析出相有MX相、Z相和M23C6相。跟着时效时光的延长，基体中铬元素向MX相扩散，使之逐渐形成Z相。在C、N元素的合营感化下，σ相在HR3C中很难形成。

　　（3）HR3C钢的硬度值随时效时光的延长先快速上升到峰值（247HV30），而后迟缓降低并逐渐稳定（226HV30）。时效初期，小尺寸的MX相开端析出，快速弥散强化；随时效时光的延长，析出物尺寸增大，材料强度降低。晶间腐化敏感性随时效时光的延长先快速升高，然后逐渐降低并趋于稳定。原因是Z相的大量析出稳定了铬元素，使得其以Cr23C6情势析出的可能性降低，从而将铬稳定在晶粒内，使HR3C钢的耐晶间腐化机能进步。