S30432奧氏體不銹鋼高溫應力時效后的馬氏體組織

ASMESA213S30432鋼是由日本住友金屬株式會社和三菱重工在TP304H的基礎上降Mn加銅、鈮和氮得到的一種抗氧化和強度等級更高的奧氏體耐熱無錫不銹鋼，是制造超超臨界鍋爐過熱器和再熱器管的首選材料之一，并在USC機組得到大量的應用。本工作對S30432奧氏體無錫不銹鋼高溫應力時效后相變生成馬氏體的類型、形態、分布、數量進行實驗研究，分析馬氏體組織對S30432鋼磁性的影響。

實驗材料為標準熱處理制成的S30432鋼管子（規格為Φ44.5mm×9mm），樣品的化學成分（質量分數，%）為：C0.09，Si0.27，Mn0.82，S0.0005，P0.009，Cr18.57，Ni8.60，N0.07，Nb0.38，Al0.013，B0.014，Cu2.78。時效樣品為某臺1000MW鍋爐高溫過熱器管，時效長達1.9×104h，時效管內蒸汽的溫度和壓力分別為650℃和51MPa。

用Smartlab型高分辨X射線衍射儀（XRD）確認新樣品和高溫時效樣品中是否存在馬氏體相并用K值法進行半定量分析，用Quanta400HV型掃描電鏡（SEM）和JEM2010型透射電鏡（TEM）進行形態觀察，用TEM進行電子衍射分析確定馬氏體相，用TEM帶的能譜儀（EDS）進行微區成分分析，用AztecEDS+EBSD型電子背散衍射技術（EBSD）進行相結構分析和定量，用VersaLab型綜合物性測量系統（VSM）進行磁學參數測量，高溫時效樣品的碳化物萃取采用電解法。

結果表明：

（1）S30432奧氏體無錫不銹鋼經650℃/51MPa/1.9萬小時時效后，組織中出現了α＇-馬氏體，位于貧鉻區內的緊鄰晶界區，亞結構為高密度位錯。

（2）S30432高溫應力時效樣品緊鄰晶界區鉻元素的貧化誘發了馬氏體相變。

（3）S30432高溫應力時效樣品中的碳化物具有磁性，為0.234emu/g（外加磁場強度1000Oe時）；馬氏體和碳化物共同引起了高溫時效S30432出現磁性，其中前者占主要部分。