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    310S奧氏體不鏽鋼的特點

    作者:admin 來源: 日期:2019/10/17 17:34:56 人氣:32

    高級奧氏體不鏽鋼310S是目前國內外超臨界水冷堆(SCWR)燃料包殼材料研究的熱點。

    作為高度合金化的奧氏體不鏽鋼,310就是為適應高溫環境而設計的。310S不鏽鋼作為310的低碳型,具有比傳統鋯合金更加出色的耐蝕性、抗氧化性和高溫力學性能[28]。同時,較高的CrNi含量使其擁有比鎳基合金更低的輻照脆化傾向[29]

    按照美國鑄造學會(ACI)的分類,310SHK40)屬於H係列Cr-Ni奧氏體耐熱不起皮鑄鋼。我國於1987年將該鋼納入耐熱鋼鑄件國家標準GB8492287,牌號為ZG40Cr25Ni20。這種不鏽鋼的組織為單相奧氏體,含Ni高,其熱強性、抗氧化和抗硫化性能均較其他常用耐熱不鏽鋼優良。

    得益於其良好的高溫性能和較低的成本,310S不鏽鋼的應用非常廣泛,現今已作為結構材料被應用於加熱器外套管、熱處理爐、換熱器、化工石油設備中。此外,它還被它們被廣泛應用於熱處理行業的熔爐零部件,如:傳送帶,滾筒,爐頭,耐火墊板,吊管架等[30]

    然而,不同類型的熱加工工藝會影響310S不鏽鋼的抗腐蝕能力和機械性能。因此,其熱加工工藝一直是製造業的研究熱點。

    310S奧氏體不鏽鋼的力學性能

    1.21.31.4分別為310S不鏽鋼常規退火態力學性能和高溫拉伸、蠕變性能。一般來說,初生共晶碳化物在晶界上均勻分布和其在基體內的時效沉澱是310S不鏽鋼的主要強化機製。這些共晶碳化物可以阻礙晶界在高溫環境中發生滑移,從而提高了材料的高溫力學性能[31]。另外,二次碳化物的彌散分布也可以起到阻礙高溫下位錯運動的作用。但是,這兩種強化機製在材料長期工作後會逐漸失效。

    目前,為了進一步提高310S的高溫力學性能,研究者一方麵通過增加Ni元素的含量來提高奧氏體的高溫穩定性,另一方麵通過添加TiNbZr等微量合金元素以形成彌散分布的第二相顆粒,從而減少M23C6的析出並細化晶粒,提高材料的高溫蠕變性能。高福彬等人就通過提高Mn的含量並添加NMo元素,細化了奧氏體晶粒,在不降低塑性的基礎上提高了310S不鏽鋼的高溫抗拉性能[32]。喇培清等人通過添加不同含量的Al元素提高了310S不鏽鋼的高溫塑性[33]

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