近日，大連中航鋼研特種材料有限公司（簡稱：中航鋼研）REF稀谷新材料實驗室與大連交通大學(xué)團隊合作，在304系奧氏體不銹鋼的成分優(yōu)化與敏化行為調(diào)控方面取得重要進展。相關(guān)研究成果發(fā)表于材料科學(xué)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《Journal of Materials Research and Technology》。

304不銹鋼是目前應(yīng)用最廣泛的鉻鎳系奧氏體不銹鋼，但在450–850℃溫度區(qū)間內(nèi)容易發(fā)生晶界碳化物析出，引發(fā)敏化現(xiàn)象，增加晶間腐蝕風(fēng)險。長期以來，碳、鉻、鎳元素的協(xié)同調(diào)控缺乏定量化設(shè)計依據(jù)，傳統(tǒng)“碳含量越低越耐腐蝕”的片面認識難以平衡材料的耐蝕性與奧氏體穩(wěn)定性。

針對上述問題，研究團隊基于團簇+連接原子模型及16原子組分配比通式，系統(tǒng)設(shè)計了梯度成分合金體系。通過熱力學(xué)計算與實驗驗證，精準鎖定了304不銹鋼的最優(yōu)成分窗口。實驗結(jié)果表明，在該區(qū)間內(nèi)，材料的敏化傾向最低、鐵素體析出量最少，同時具備良好的強度、硬度和耐蝕性，顯著提升了材料在高溫服役及焊接后的抗晶間腐蝕能力。

此次研究首次將16原子成分設(shè)計方法與敏化控制機制定量結(jié)合，提出了Ni/(Cr-2)=1~2的原子比準則，為304、304H、304L等典型牌號提供了可直接落地應(yīng)用的成分靶值。該成果可廣泛應(yīng)用于壓力容器、核電裝備及新能源裝備等關(guān)鍵場景，尤其在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中具備作為燃料電池雙極板等高性價比替代材料的潛力，為推動高端不銹鋼材料的國產(chǎn)化、精準化升級提供重要支撐。（出自：中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會不銹鋼分會）