高M(jìn)n節(jié)鎳奧氏體耐熱鋼是Cr-Ni系奧氏體耐熱鋼的理想替代材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和較低的Ni元素用量。但如何有效解決高M(jìn)n含量導(dǎo)致的奧氏體耐熱鋼抗氧化惡化現(xiàn)象是突破其高溫應(yīng)用限制的重要研究課題也是難點。

　　廣東省科學(xué)院新材料研究所鄭開宏教授研究團(tuán)隊在前期研究基礎(chǔ)上，利用原位內(nèi)生鑄造技術(shù)制備的M2B+TiCN顆粒增強Fe-18Cr-10Mn-4Ni奧氏體耐熱鋼實現(xiàn)了抗氧性的大幅度提升，解決了高M(jìn)n節(jié)鎳奧氏體耐熱鋼高溫抗氧化性不足這一問題，并揭示了其抗氧化強化機理。

　　研究表明，第二相顆粒的引入加速了Mn向外擴散，形成含有足夠Cr的鐵素體層，以維持Cr2O3保護(hù)層的形成和生長，從而提高高M(jìn)n奧氏體耐熱鋼的抗氧化性。第二相顆粒的選擇性氧化形成的內(nèi)部氧化物對氧化膜起到釘扎作用，從而提高氧化膜的抗剝落性（見圖4）。本項研究不但實現(xiàn)了高M(jìn)n節(jié)鎳奧氏體耐熱鋼抗氧化性能的巨大提升，同時也為高M(jìn)n節(jié)鎳奧氏體耐熱鋼的合金設(shè)計提供了新的思路。

　　研究成果于2021年4月發(fā)表在國際期刊《Corrosion Science》上，劉天龍博士為第一作者，鄭開宏教授和駱智超博士為共同通訊作者。

　　圖1 (M2B+TiCN)p/Fe-18Cr-10Mn-4Ni奧氏體耐熱鋼的微觀組織

　　圖2 新型奧氏體耐熱鋼表現(xiàn)出極佳的抗氧化增重和優(yōu)秀的抗氧化膜剝落性

　　圖3 新型奧氏體耐熱鋼的氧化機制示意圖

　　圖4 新型奧氏體耐熱鋼亞表面形成了具有充足Cr含量的鐵素體轉(zhuǎn)變層使其獲得優(yōu)異的抗氧化性（圖f）；顆粒氧化形成的波浪形氧化膜/基體界面對氧化膜起到釘扎作用提高了抗剝落性（圖b和d）

　　論文信息：

　　Liu, T. L., Zheng, K. H., Lin, Y. F., & Luo, Z. C. (2021). Effect of second-phase particles on the oxidation behaviour of a high-manganese austenitic heat-resistant steel. Corrosion Science, 182, 109284.

　　原文鏈接：

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X21000500

　　（省科學(xué)院新材料所 劉天龍/供稿）