S30432奥氏体不锈钢高温应力时效后的马氏体组织

ASMESA213S30432钢是由日本住友金属株式会社和三菱重工在TP304H的基础上降Mn加铜、铌和氮得到的一种抗氧化和强度等级更高的奥氏体耐热无锡不锈钢，是制造超超临界锅炉过热器和再热器管的首选材料之一，并在USC机组得到大量的应用。本工作对S30432奥氏体无锡不锈钢高温应力时效后相变生成马氏体的类型、形态、分布、数量进行实验研究，分析马氏体组织对S30432钢磁性的影响。

实验材料为标准热处理制成的S30432钢管子（规格为Φ44.5mm×9mm），样品的化学成分（质量分数，%）为：C0.09，Si0.27，Mn0.82，S0.0005，P0.009，Cr18.57，Ni8.60，N0.07，Nb0.38，Al0.013，B0.014，Cu2.78。时效样品为某台1000MW锅炉高温过热器管，时效长达1.9×104h，时效管内蒸汽的温度和压力分别为650℃和51MPa。

用Smartlab型高分辨X射线衍射仪（XRD）确认新样品和高温时效样品中是否存在马氏体相并用K值法进行半定量分析，用Quanta400HV型扫描电镜（SEM）和JEM2010型透射电镜（TEM）进行形态观察，用TEM进行电子衍射分析确定马氏体相，用TEM带的能谱仪（EDS）进行微区成分分析，用AztecEDS+EBSD型电子背散衍射技术（EBSD）进行相结构分析和定量，用VersaLab型综合物性测量系统（VSM）进行磁学参数测量，高温时效样品的碳化物萃取采用电解法。

结果表明：

（1）S30432奥氏体无锡不锈钢经650℃/51MPa/1.9万小时时效后，组织中出现了α＇-马氏体，位于贫铬区内的紧邻晶界区，亚结构为高密度位错。

（2）S30432高温应力时效样品紧邻晶界区铬元素的贫化诱发了马氏体相变。

（3）S30432高温应力时效样品中的碳化物具有磁性，为0.234emu/g（外加磁场强度1000Oe时）；马氏体和碳化物共同引起了高温时效S30432出现磁性，其中前者占主要部分。