電站用鋼往往會(huì)由于晶界析出而造成蠕變破壞，因?yàn)檫@種晶界析出物很容易成為晶界孔穴和顯微裂紋的形核點(diǎn)。作為晶界析出物的M23C6碳化物的形成還可能造成晶界貧鉻區(qū)，從而使材料對(duì)腐蝕破壞敏感。由于非常高的晶粒粗化速率，這種析出物會(huì)在蠕變后階段造成蠕變壽命的縮短。英國(guó)冶金學(xué)者考慮在電站用鐵素體及奧氏體鋼中，將Hf作為一種潛在的不銹鋼添加劑來(lái)改善蠕變和腐蝕性能。研究所采用的鐵素體不銹鋼E911的化學(xué)成分為：Fe-0.115C-0.19Si-0.35Mn-0.007P-0.003S-9.10Cr-1.00Mo-0.22Ni-0.23V-0.006Al-0.069Nb-0.98W-0.069N(wt%)；所采用的奧氏體不銹鋼316L的化學(xué)成分為：Fe-0.7C-0.31Si-1.8Mn-0.002P-0.02S-16.4Cr-2.14Mo-11.8Ni-0.02Cu-0.01Nb-0.001B-0.06N。

研究表明，在電站用鐵素體及奧氏體鋼中添加Hf可以顯著改變鋼的顯微組織、增加MX類顆粒的百分比，改善材料的蠕變和腐蝕性能。在鋼中形成了兩種新的析出物：碳化鉿和富含Cr-V的氮化物M2N。用聚光束衍射技術(shù)和顯微分析術(shù)鑒別出碳化鉿顆粒的存在。與傳統(tǒng)的電站用鐵素體不銹鋼中的VN相比，這種納米尺寸級(jí)顆粒的體積百分?jǐn)?shù)更高。進(jìn)一步的研究確認(rèn)，Hf可以去除晶界上的M23C6碳化物，提高基材內(nèi)的Cr濃度，縮小晶界上的貧鉻區(qū)，提高抗晶間腐蝕性能。

目前已生產(chǎn)出了含Hf的E911鋼，并確定其有與E911鋼相似的顯微組織、耐腐蝕性能、蠕變壽命和斷裂強(qiáng)度，說(shuō)明添加相對(duì)少量的Hf對(duì)于改善材料的蠕變和抗腐蝕性能、開發(fā)和生產(chǎn)新型電站用鋼非常有用。

?