HR3C鋼是住友公司開發(fā)的一種奧氏體耐熱鋼，具有優(yōu)良的抗氧化、耐腐蝕性能以及良好的持久強(qiáng)度，是超（超）臨界火電機(jī)組鍋爐過熱器和再熱器管的優(yōu)良材料。固溶熱處理工藝是HR3C鋼管制造中的重要工序，決定了鋼管的組織狀態(tài)和性能。目前，對該鋼管固溶處理工藝的研究多集中在固溶態(tài)的微觀組織和力學(xué)性能上，缺乏固溶態(tài)鋼管在高溫服役過程中（時效態(tài)）組織和性能的相關(guān)報道。為此，本項目研究了不同固溶工藝處理對固溶態(tài)和時效態(tài)HR3C鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響，期望能為該鋼的國產(chǎn)化及實際應(yīng)用提供依據(jù)。 試驗材料為冷軋態(tài)HR3C鋼管，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）為0.057C，0.29Si，1.18Mn，20.90Ni，25.11Cr，0.48Nb，0.22N。將鋼管沿長度方向線切割成長條狀試樣，取部分試樣分別在1150～1300℃下進(jìn)行30min的固溶處理，以研究固溶溫度對試驗鋼組織和性能的影響；將余下的試樣分別在1200，1230，1250℃進(jìn)行保溫時間為5～60min的固溶處理，以研究固溶時間對試驗鋼組織和性能的影響。分別對在1200，1230，1250℃固溶30min以及在1250℃固溶60min的試樣在700℃進(jìn)行時效處理，時效時間為10，100，300，1000，6000h。對不同熱處理狀態(tài)的試驗鋼進(jìn)行力學(xué)性能測試和顯微組織分析，按GB/T4338-2006《金屬材料高溫拉伸試驗方法》進(jìn)行700℃的短時高溫拉伸試驗，高溫拉伸試樣為Φ5mm的圓棒，拉伸速度為0.25～2.5mm·min-1；利用化學(xué)相分析法對析出相進(jìn)行定量分析；采用Olympus GX51型光學(xué)顯微鏡、Hitachi S-4300掃描電鏡（SEM）及H-800型透射電鏡（TEM）觀察顯微組織及析出相的分布特征，金相試樣所用腐蝕液由5g CuCl2、30mLHCl、30mLH2O和25mL組成。結(jié)果表明：試驗鋼在1150～1200℃固溶處理30min后的晶粒尺寸變化不大，超過1200℃后晶粒明顯長大；保溫時間對晶粒尺寸無明顯影響；隨固溶溫度的升高和保溫時間的延長，時效后鋼中一次析出相的尺寸變小、數(shù)量減少；在700℃的時效過程中，M23C6相沿晶界析出。二次析出的Z相彌散分布在晶內(nèi)，尺寸在100nm以下，時效時間超過1000h后M23C6相明顯粗化，Z相的尺寸變化不大，但數(shù)量不斷增多，在長時時效過程中起到顯著的析出強(qiáng)化作用；隨初始固溶溫度的升高和保溫時間的增長，相對應(yīng)的長時時效態(tài)的高溫屈服強(qiáng)度明顯提高。