核电管道不锈钢中σ相的退火消除及脆性恢复

王永强¹，李娜²，杨滨³，孙立²，林苏华²

1. 安徽工业大学材料科学与工程学院2. 安徽工业大学冶金工程学院3. 北京科技大学新金属材料国家重点实验室

摘 要：在获得σ相析出显著恶化核电主管道铸造奥氏体不锈钢Z3CN20.09M冲击韧性的基础上,采用等温退火、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了消除σ相的热处理工艺及机理。结果表明:850~1000℃等温退火一定时间,σ相可完全消除,此温度范围内发生σ→α转变,但退火温度越低,所需时间越长,反之越短。这是因为温度低,合金元素扩散速率低,相转变缓慢;而温度升高,合金元素扩散速率加快且相转变驱动力提高,σ相转变速率增加,转变时间缩短。综合考虑,950℃等温退火0.5h为最佳热处理工艺参数。经此工艺处理后,时效(含σ相)试样的力学性能得到完全恢复,σ相的脆化影响消除。

关键词：铸造奥氏体不锈钢;σ相;冲击韧性;退火;脆性恢复;