核电管道不锈钢中σ相的退火消除及脆性恢复

王永强，李　娜，杨　滨，孙　立，林苏华

(1 安徽工业大学 材料科学与工程学院, 安徽 马鞍山243002；2 安徽工业大学 冶金工程学院, 安徽 马鞍山243002；3 北京科技大学 新金属材料国家重点实验室, 北京 100083)



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, 安徽 马鞍山243002；2 安徽工业大学 冶金工程学院, 安徽 马鞍山243002；3 北京科技大学 新金属材料国家重点实验室, 北京 100083)

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。

铸造奥氏体不锈钢；σ相；冲击韧性；退火；脆性恢复

压水堆核电站一回路主管道属于核一级部件，服役条件苛刻，封闭着含有腐蚀性离子的高温高压水，对材料综合性能要求很高，且尺寸大，其通常由铸造奥氏体不锈钢(Cast Austenite Stainless Steel,CASS)制成[1-3]。此类不锈钢是以奥氏体基体中分布少量铁素体相为特征的双相组织不锈钢，铁素体发挥着降低焊接热裂性、提高耐应力腐蚀和强度等重要作用[4,5]。……