高性能300系奥氏体不锈钢、耐热钢研究

提高300系列不锈钢、耐热钢强度、耐腐蚀、抗氧化性能将使其使用寿命、运行效率提高，具有重要的理论和应用价值。此类钢中添加较高含量的铝元素将显著提高其耐腐蚀、抗高温氧化性能，但目前实验室研制的钢的工业应用基础研究的缺乏阻碍着其工业应用。本项目将重点研究类似工业生产条件铸造、 固溶和热轧加工的不同铝、铬、微量合金元素含量的304、316L、310钢的组织特征和其力学、耐腐蚀、抗氧化性能、失效机制；钢组成和组织对性能的决定机制；组织和性能的铸造、固溶和热轧加工调控方法和作用机制；铝元素对钢铸造组织形成、固溶、热轧过程中组织演化以及对性能的影响规律和作用机制，获得可应用于铸件、中厚板材生产的具有奥氏体组织、室温塑性未降低而强度有所提高，耐腐蚀、抗氧化性能提高2-3倍的高铝不锈钢、耐热钢的成分及其铸造、固溶和热轧工艺的设计原则与依据。

目前全世界不锈钢年产量超过3000万吨，奥氏体不锈钢约占总量的70%，其中304、316L和310S铸件和板、带材在化工、能源、冶金、核工业等行业腐蚀、高温环境中普遍使用。随着矿产资源减少和环保形势日益严重，在成本无明显增加下进一步提高耐腐蚀、抗氧化、强度等性能将提高其零部件的使用寿命和工作参数，提高单位质量材料的使用效率及设备运行指标，节约资源、能源，减少环境污染，推动经济、社会可持续发展。因此、探索研究出含铝等新型高性能300系奥氏体不锈钢设计、制备及其性能和强化理论具有重要的价值。本项目研究最终阐明了铝元素对310S、304、316L不锈钢铸造组织和性能作用规律和物理机制、提出了高性能铸造高铝奥氏体不锈钢成分设计理论；阐明了铝元素对304、316L、310S轧制组织和性能作用规律和物理机制、提出了高性能轧制高铝奥氏体不锈钢成分设计和加工理论。在国内外发表学术论文50余篇，其中SCI、EI收录论文30余篇，获国家发明专利3件，研究的系列新型不锈钢推广应用将带来较大的社会和经济效益。