254SMo是一种高铬、镍、钼和超低碳的特种不锈钢,并具有优异的抗腐蚀性能和综合力学性能,现已被广泛应用于一些苛刻腐蚀环境中。然而,高合金化的254SMo在高温下不同时间的停留,会有多种不同的析出物出现,严重影响材料的力学性能、耐腐蚀性能和组织稳定性。2507钢是一种可部分取代254SMo的钢种,其高铬、氮和低碳、镍的成分设计,促进了σ相的析出,造成钢的塑性、韧性和耐蚀性能急剧下降。因此,研究254SMo和2507钢中σ相的析出规律,对于制定合理的热加工制度和保证合金具有优良的耐蚀性能具有重要的意义。本文首先通过JMatPro软件对254SMo和2507钢进行热力学计算并制定了不同的热处理制度,然后进行热处理实验并借助金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试方法表征了不同热处理时间下,254SMo和2507钢中析出相的种类、形态、分布、成分和结构,并分析了σ相的析出机理。金相分析结果表明:254SMo钢在1020℃不同时效时间下保温时,在晶界上有第二相析出,随着时效时间延长,析出相数量增多,尺寸逐渐增大,且析出相呈短棒状、长条状和胞状等不同形态。扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)表明:晶界上的析出相中富含Cr、Mo和低Ni。透射电子显微镜(TEM)的组织分析表明:该析出相为σ相。热力学计算和实验研究表明:254SMo钢中的σ相是由奥氏体转变而来,即γ→σ转变。2507钢在950℃不同时效时间下保温时,块状的析出相优先在铁素体相与奥氏体相界面处形成,随时效时间延长,铁素体含量减少,析出相的含量增多,尺寸增大并向铁素体相内长大。X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)分析表明:该析出相为富Cr、Mo的σ相。热力学计算和实验研究表明:2507钢中σ相的析出机理是一种共析反应,即按照α→γ2+σ转变的。