金属学报

作者：谢昂, 陈胜虎, 姜海昌, 戎利建

单位：1 中国科学院金属研究所 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 沈阳 110016；2 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：奥氏体不锈钢,Nb含量,均质化处理,碳化物析出,力学性能,

基金：国家自然科学基金项目(51871218);中核集团领创科研项目

奥氏体不锈钢中添加Nb会造成铸态组织中出现大尺寸初生NbC，不利于后续二次NbC的析出控制，是制约含Nb奥氏体不锈钢发展的重要因素。本工作采用OM、SEM、TEM和单轴拉伸实验等研究了Nb含量和均质化处理对奥氏体不锈钢铸态组织和力学性能的影响。结果表明，Nb含量的变化改变了晶界初生NbC和M23C6碳化物的析出行为，未添加Nb的合金在晶界处析出了连续分布的M23C6碳化物；Nb含量为0.30% (质量分数)时，形成了初生NbC +奥氏体的共晶组织，但晶界仍析出M23C6碳化物；Nb含量进一步提高到0.90%可完全抑制M23C6析出，但共晶组织数量显著增加。随着Nb含量增加到0.90%，合金的屈服强度提高，这是由于M23C6析出被抑制而使Cr元素固溶强化、Nb元素固溶强化、晶粒细化带来的细晶强化以及二次NbC的沉淀强化作用提高。然而，初生NbC与奥氏体间较差的变形协调性易诱发微裂纹的萌生，裂纹沿网状分布的NbC快速扩展造成了沟壑状的脆性断裂，显著降低了合金延伸率。1250 ℃均质化处理后，初生NbC由长棒状转变为球状或椭球状，提高了NbC与奥氏体界面处微裂纹形成所需的临界应力，抑制了微裂纹的萌生；同时初生NbC由网状分布转变为断续分布，避免了微裂纹沿初生NbC的扩展，在基本不影响奥氏体不锈钢强度的基础上，大幅度提高了延伸率。

来源：2025年第7期

《金属学报》期刊编辑部

查看金属学报杂志2025年第7期