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随着超超临界火电机组的迅速发展,蒸汽参数的提升对火电机组用钢提出了更高的要求。作为超超临界火电机组中再热器和过热器的首先材料之一,Super304H奥氏体耐热钢拥有优异的抗蒸汽氧化性能和高温强度。然而,其高的含C量以及相对复杂的加工工艺难以保证析出相的相互配合,带来了严重的晶间腐蚀问题。采用降低C含量的方式虽然可以降低其高晶间腐蚀敏感性,但会导致Super304H钢高温强度的降低,可能得不偿失。优化成型工艺的方法可以在降低Super304H钢晶间腐蚀敏感性的同时保证其化学成分和高温强度的稳定性,不会带来负面效应。目前优化Super304H钢成型工艺的研究还非常缺乏。本文以优化Super304H钢成型工艺为出发点,分别从高温软化以及冷轧固溶工艺部分对Super304H钢进行工艺优化,目标是降低其高晶间腐蚀敏感度。借助全谱直读光谱仪、金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电子背散射衍射分析(EBSD)等材料微观分析方法对原始态、高温软化态和冷轧固溶态试样进行组织分析,探究了高温软化工艺对Super304H钢一次富铌相溶解的影响,冷轧工艺和固溶处理对其显微组织的影响以及晶界工程在Super304H钢中的实现情况。同时利用双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)测试样品的晶间腐蚀敏感度,探究高温软化与冷轧形变热处理工艺对Super304H钢晶间腐蚀敏感性的综合影响规律,并确定了最佳的高温软化和冷轧形变热处理工艺参数。研究结果表明,Super304H钢原始态晶粒度为7-8级,析出相主要为富铌相,包括大块的条块状和细小的颗粒状两种。Super304H原始态经过1300℃/5min-60min的高温软化处理后,晶粒发生明显粗化,晶粒度达到0.3-1.6级;随着软化时间延长大块富铌相逐渐回溶到基体中,富铌相析出量明显下降;Super304H钢的晶间腐蚀敏感性随着软化时间的延长逐渐降低;此外,随着软化时间增加,Super304H钢发生严重的高温氧化。综合考虑高温软化处理后的组织、性能变化及氧化层厚度因素(成材效率),确定Super304H钢的高温软化处理最佳工艺参数为1300℃/20-30min水淬。在优化的高温软化工艺1300℃/30min处理后,Super304H钢经过20%、40%、60%和80%变形量的冷轧变形处理,基体中产生了马氏体相,随着变形量增加,比饱和磁化强度逐渐升高;对经过冷轧变形的Super304H钢进行1150℃/30min的固溶处理,发现仅80%冷轧变形的试样固溶后得到了均匀的细晶组织,因此确定80%的冷轧变形量为最佳冷轧工艺参数。经80%冷轧变形的Super304H钢试样进行1150℃/5min-80min的固溶处理后,出现了再结晶现象,随着固溶时间的延长,晶粒逐渐长大并恢复到原始态晶粒尺寸水平;经过650℃/2h的敏化处理后,发现随固溶时间的延长,Super304H钢中M23C6相的析出量逐渐下降,其晶间腐蚀性逐渐降低。当固溶时间达到80min时,其晶间腐蚀敏感度降低为0.8%,低于原始态水平的1.7%,此时基体中细小球状Nb(C,N)相析出充分,分布均匀且密集。最终确定冷轧变形后的最佳固溶处理工艺参数为1150℃/80min。