奧氏體不銹鋼321中初生相Ti4C2S2高溫氮化轉變實驗分析

趙 帥　聶義宏　許元濤

(中國第一重型機械股份公司 天津重型裝備工程研究有限公司)

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奧氏體不銹鋼321中初生相Ti4C2S2高溫氮化轉變實驗分析

趙 帥聶義宏許元濤

(中國第一重型機械股份公司 天津重型裝備工程研究有限公司)

對奧氏體不銹鋼321(Ti 0.4%)開坯鍛前熱處理過程中的表層氮化現象進行了研究，發現熱穩定初生相Ti4C2S2(Y相)在高溫滲氮氣氛下發生轉變。通過光學金相形貌觀察、掃描電鏡能譜分析，觀察分析了Y相形貌、成分轉化過程，并提出了Y相氮化反應機制。

321Ti4C2S2熱處理氮化

0　前言

核能技術的發展及運用是解決能源危機、減緩環境壓力的重要途徑，鈉冷快堆因其固有安全特征及高燃料利用率被廣泛確認為四代堆發展方向，全世界已建近20個鈉冷快堆，包括我國熱功率65 MW、電功率20 MW實驗快堆(CEFR)[1-3]。目前，奧氏體不銹鋼是鈉冷快堆低壓系統的反應堆容器、一回路鈉-鈉換熱器、一二回路主管道的選用材料，基于此，課題組開展了殼體適宜材料奧氏體不銹鋼321材料基礎及鍛造工藝研究。實驗室基礎材料研發過程中發現321(Ti 0.4%)中存在熱穩定初生相Ti4C2S2(Y相)，長時高溫擴散(均勻化)熱處理其形貌及成分均無明顯變化。同時發現，高溫熱處理后發生表層硬化現象，確認由氮化所致，推測其可能導致大型鍛件表面開裂，因此對表層氮化現象進行了研究，發現氮化層內Y相發生轉化，對此卻鮮有報道。筆者將對高溫滲氮層內Y相形貌、成分的轉變過程及其氮化反應機制進行簡要介紹。……