核工业用奥氏体耐热不锈钢22Cr21Ni12性能优化研究

摘要

根据放射性废物处理用材的技术要求,在不锈钢22Cr21Ni12基础上优化设计两组耐热不锈钢材料S1、S2,利用金相、拉伸、高温蠕变等测试手段,研究固溶处理工艺对这两组材料性能的影响规律.结果表明,S1、S2经固溶处理后均发生再结晶形成奥氏体孪晶;随着固溶温度的升高,S1、S2的强度均有所下降,在固溶温度超过1 080°C后下降更明显.当固溶温度高于1 080°C时,S1、S2晶粒均出现了异常长大,但S2的晶粒尺寸均小于S1,主要原因在于S2晶界上碳氮化合物数量多于S1,起到一定的钉扎作用.S1、S2的600°C高温拉伸测试结果显示,两者比较接近,但S1在1 100°C下的拉伸强度更低.在170 MPa、600°C条件下进行1 000 h蠕变测试,S2的蠕变伸长率为0.51％,最好;S1的为0.91％,次之;而对照材料22Cr21Ni12样品1#、2#为1％,最差.综合评价,样品S2的成分和性能较适用研制目标需求.