Nb/Ti/Zr/W对310S奥氏体不锈钢析出相行为和力学性能的影响

为了提高310S不锈钢的高温组织稳定性，本工作系统研究了微量合金化元素（Nb，Ti，Zr和W）对310S析出相行为和力学性能的影响。设计的系列合金经过1423K热轧、1423K/0.5h固溶、1173K/0.5h稳定化处理，最后进行973K/408h时效处理。研究结果表明：W可有效提高合金的高温组织稳定性，而过量Mo元素的添加会加速Cr23C6向σ转变；添加Ti和Zr可细化基体晶粒，但Ti会促使时效过程中大量脆性相的析出，严重降低合金的高温组织稳定性，从而恶化合金力学性能。Fe-25Cr-22Ni-0.73Mo-0.35Nb-0.046C（质量分数/%）合金展现出优异的高温组织稳定性和力学性能（σYS=237MPa，σUTS=545MPa，δ=39%），有望作为超临界水冷堆核燃料包壳的候选材料。