hfg 与不锈同行 | HFG不锈钢中的α相析出( 四 )
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热力学计算用于预测平衡状态下347HFG中存在哪些相。在平衡态，750℃没有σ相，σ相占4。700℃时为4%。然而，根据XRD和图像分析的实验数据，σ相在两个温度下都存在。虽然实验中观察到的σ相很少，但热力学计算预测的σ相在600℃非常稳定，尤其是在650℃。
这主要是由于σ相析出动力学低，时效15000小时后未能达到热力学平衡。另外，Thermo-Calc软件并没有考虑到347HFG不锈钢的晶粒尺寸较小，所以我们认为这可能会影响σ相的稳定性，导致在更高的温度下更容易形核和生长。然而，实验结果表明，根据热力学模型数据，新σ相粒子在700℃时的成核比在750℃时稳定得多。
虽然347HFG不锈钢中的σ相和M23C6有望达到与347H不锈钢相似的体积分数，但会加速达到这个体积分数。这是一个有趣的问题，因为铬在基体中的快速再分布将导致敏化和应力腐蚀开裂。在常用的347H不锈钢中，铬会由内向外扩散产生脱敏，敏化会在σ相缓慢沉淀过程中补充铬的不足。
此外，σ相的析出会引起材料的脆性断裂。众所周知，二次破坏通常发生在电站，即当有故障的管道由于蠕变延性损失而影响相邻管道时，就会发生脆性断裂。我们知道，σ相与基体的结合力差，实验中观察到的σ相大颗粒会在材料的局部区域产生高应力，从而因结合力差而形成空孔。
因此，这将加速蠕变速率，这很可能在高温超临界电厂环境中对材料造成过早损坏。
4.结论
347HFG不锈钢样品在600、650、700和750℃时效达15000小时，在650、700和750℃试样中检测到σ相和M23C6。通过图像分析和XRD分析研究了σ相的形成和生长。结果表明，与其他已报道的300系列奥氏体不锈钢相比，σ相析出加快。这可能是由于先前热机械处理获得的347HFG不锈钢中的晶粒细化。
此外，可以看出，平均颗粒面积表明成核和生长同时增加，在颗粒密度降低之前，样品在700℃老化10000小时后σ相成核。但在750℃时效1000小时后，颗粒变粗，颗粒密度峰值才降低。
热力学模型表明，与实验结果相反，σ相只有在温度低于750℃时才稳定。实验结果还表明，在较低温度下几乎没有σ相，热力学模拟也支持σ相在较低温度下是稳定的，这可能是由于σ相在该温度下的相变功率较低。然而，热力学模拟支持700℃成核比750℃更稳定。
通过形变热处理减小晶粒尺寸，提高了347HFG不锈钢的抗氧化性和抗蠕变性。然而，本研究获得的数据表明，减小晶粒尺寸也会加速σ相的析出，这可能导致超临界电站锅炉管道的蠕变寿命降低和易敏化。
周宝仓编自《材料科学与技术》
大明钢铁网材料及加工组安排
不锈钢钢筋在钢筋混凝土结构中的应用
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