固溶态高铝310S不锈钢的组织力学性能及抗高温氧化性能分析

  本工作的理论基础本课题组前期对大气环境下中频无芯感应炉制备的铸态及固溶态高铝310S不锈钢的组织、力学性能、抗高温氧化性能进行了详细的研究，结果发现，在铸态和固溶态时，铝元素始终固溶在基体当中，并且当铝含量0%-4%时，基体仍然是奥氏体。铝元素的加入阻碍了微量元素的扩散，抑制了碳化物的析出，当铝元素含量百分数逐渐增大的时候，碳化物由连续的条状向断续的岛状转变，并最终以颗粒状的形式存在。由于310S不锈钢广泛应用于高温抗氧化的服役环境中，因此本课题组前期对铸态高铝310S不锈钢的高温抗氧化性进行了详细的研究。结果表明，铝元素加入后基体表面形成较Cr2O3更稳定的Al2O3保护膜，合金的氧化增重速率较310S不锈钢显著降低。前期实验得到，当铝含量介于2%~6%时，合金的氧化增重速率基本不变，但当Al含量进一步增加时，合金的氧化增重速率显著降低。由于铸造高铝310S不锈钢较传统合金具有优异的高温抗氧化性，并且铝元素的加入并未引起合金力学性能的明显降低，而310S耐热钢绝大多数以板材或管材的形式使用。因此，本工作拟在前期试验的基础上，将铸态高铝310S不锈钢热轧加工为板材，并研究轧制工艺和热轧加工后板材力学性能，为高铝310S耐热钢板材的应用提供理论和实验依据。

   主要内容本文在前期的基础上，选用中频无芯感应炉在大气环境下熔炼的铝含量为1.5%、2%以及3%的三种的铸态坯料，在不同温度（1100℃、1150℃、1200℃）下进行不同变形量（30%、50%、70%）的轧制。对热轧态的材料进行固溶处理（1150℃保温30分钟），然后进行力学性能的测试来揭示铝含量、轧制温度、轧制变形量对热轧态310S不锈钢力学性能的影响规律。对1.5%、2%以及3%Al的310S不锈钢不同轧制参数下的热轧板材在900℃和1000℃进行周期性的100小时的高温氧化实验，得出不同轧制参数下氧化速率，揭示出310S不锈钢板材不同铝含量和热轧参数对氧化性能的影响规律。主要目的是不同铝含量下不同热轧参数板材的室温力学性能和抗高温氧化性能的研究。和揭示高铝310S不锈钢的热轧板材断裂和高温氧化机制。