Super304H奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究进展.pdf

34,第34卷第3期
特殊钢
Vol, 34, No. 3
2013年6月
SPECIAL STEEL
June 2013
Super304H奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究进展
张春雷熊夏华郑志军2钟飞高岩2
(1广东电网公司电力科学研究院,广州510600:2华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640)
摘要 Super304H奥氏体不锈钢(0.10C-18Cr-9Ni-3Cu-0.4Nb0.08N)为超超临界机组过热器和再热器的首
选材料之一,由于该钢含碳较高,服役温度(~650℃)为M2C6沿晶界析出的敏化温度,如何避免晶间腐蚀发生是
Super304H钢主要研究课题。本文综述了国内外 Super304H钢晶间腐蚀倾向的研究进展,包括晶间腐蚀机理,钢中
合金元素特别是NC,双固溶处理、稳定化处理,爆接工艺、600~700℃高温时效对该钢晶间腐蚀的影响和Su
per304H钢晶间腐蚀敏感性的表征方式。展望了 Super.304且钢的研究方向。
关键词 Super304H奥氏体不锈钢超超临界机组晶间腐蚀敏感性研究进展
Research Progress on Intergranular Corrosion Resistance of
Super304h Austenite Stainless Steel
Zhang Chunlei", Xiong Xiahua", Zheng Zhijun, Zhong Fei and Gao Yan
(1 Electric Power Research Institute, Guangdong Power Grid Corp, Guangzhou 510600
2 School of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640
Abstract The Super304 I austenite stainess steel( 10-18-9N--O 4NO 08N)is one of first selected
naterials for superheater and reheater tubes of ultra-supereritical unit. As the steel has higher carbon content and its service
mperature(650 ) is the sensitiz n empera u of M s precipitating along rain boundary, how to avoid the occur-
rence of intergranular corrosion is a main research topic for Super304h steel. The research progress for intergranular corro-
sion susceptibility of Super304h steel at home and abroad is summarized in this artice including inter ranular corrosion mech
anism, effect of alloy elements in steel especially Nb/, double solid-solution reatment, stabilizing treatment, welding
process and 600-700 high temperature aging on intergranular corrosion of this steel, and characterization methods for sen-
sitiveness of intergranular corrosion of u 4H steel. The research and development of Super304h steel is prospecte
Material Index Super304h Austenite Stainless Steel, Ultra-supercritical Unit, Intergranular Corrosion Susceptibili
随着火力发电技术朝着低排放、高能源利用率1晶间腐蚀机理
的方向发展,国内外提出并逐步开始应用超超临
界技术,以大幅提高机组的发电效率。日本住友金
目前,晶间腐蚀的机理主要有“贫化理论”和
晶间区偏析杂质或第二相选择性溶解理论”9)。
属于20世纪80年代率先开发了 Super304H(18Cr
其中奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要是晶界附近贫铬所
9Ni-3Cu-Nb-N)奥氏体耐热不锈钢(以下简称
致,其主要原因是:Cr2:C的沿晶析出消耗了大量的
per304H钢)作为超超临界机组过热器和再热器管
Cr元素,而Cr在奥氏体中扩散速率很慢,导致晶界
的首选材料之一,该材料的ASME牌号为S30432
附近损失的Cr没有得到补充,从而形成贫铬区。此
在欧洲被命名为DMV304HCu。
外,含稳定化元素的不锈钢中游离的Cr沿晶析出
Super304h钢在目本应用已超过10年,而在国MC型碳化物也会导致晶界附近贫络0。晶界区
内只是最近几年才开始应用?。目前国外研究主杂质或第二相选择性溶解理论认为,当非敏化不锈
要集中在 Super304日钢的高温力学性能、抗氧化性钢晶界析出了。相(Fecr金属间化合物)或是有杂
能等方面,而国内研究则主要在制造工艺、元素质(如Ps)偏析时,在强氧化性介质中便会发生选
作用机理尤其是强化机理、焊接性能、时效性能等方择性溶解,从而导致晶间腐蚀。但在敏化加熱过程
面。同时,由于 Super304H钢的服役温度为650℃中碳化物的析出有可能使杂质不富集或者程度减
左右,是M2C沿晶析出的敏感温度,容易导致晶间轻,从而消除或减轻此类晶间腐蚀的倾向。此外,晶
腐蚀的发生,并且国内外也出现了有关耐热不锈钢间腐蚀的机理还有“晶界吸附理论”以及“亚稳沉淀
因晶间腐蚀诱发应力腐蚀开裂的报道74】
相理论”等?。