镍铜元素对CF8M铸奥氏体不锈钢δ-铁素体中纳米析出相短期热老化序列的调控机制

【编辑推荐】本研究通过透射电镜揭示了CF8M铸奥氏体不锈钢（CASSs）在375-400℃短期热老化过程中，镍（Ni）和铜（Cu）对δ-铁素体中调幅分解（spinodal decomposition）、G相（Ni16Mn6Si7）及ω相（Mo-rich）析出序列的调控规律，为核电站冷却系统材料老化行为提供关键实验依据。

　　

Highlight

本研究重点解析了镍（Ni）和铜（Cu）在CF8M铸奥氏体不锈钢（CASSs）δ-铁素体纳米析出相形成过程中的"导演"角色。

Materials and methods

实验选用三种不同成分的CF8M材料（含低铜CF8M-F10/F20和高铜CF8M-F25Cu），通过375℃/400℃短期热老化处理，采用透射电镜（TEM）和能谱（EDS）捕捉纳米级析出相的"诞生瞬间"。

Results and Discussion

1. 1.

   高铜低镍组：400℃老化300小时后，δ-铁素体上演"双响炮"——调幅分解与铜富集相（CRPs）同步出现；650小时后G相和ω相（原χ相）相继登场。

2. 2.

   低铜组：即使老化1000小时，δ-铁素体仍保持"高冷"姿态，仅局部出现调幅分解和零星G相。

3. 3.

   低铜高镍组：400℃老化1500小时后，G相与ω相打破"先后顺序"的常规认知，实现"同步析出"的罕见现象。

Conclusions

1. 1.

   铜元素是纳米析出相的"加速器"，能同时促进调幅分解、G相和ω相的形成。

2. 2.

   镍元素通过调节α/α′相界面的化学"舞蹈"，改变G相成核的时空分布规律。

3. 3.

   铁素体含量与元素浓度共同构成影响析出序列的"三重奏"。