C、N含量对钠冷快堆热交换器用316H奥氏体不锈钢组织和性能影响

316H不锈钢是我国四代先进钠冷快堆热交换器主体结构材料,获得C、N等关键微量元素的合理控制限是实现其国产化制造的前提。但是ASTM标准对316H合金中C的要求控制范围较宽,难以兼顾合金的耐晶间腐蚀和焊接性能,尤其对C极易出现偏析的大尺寸管板、法兰等部件。此外,该标准也并未给出N的控制范围。试验研究了C、N含量对合金的晶粒度、室温和580℃拉伸性能、室温冲击韧性和耐晶间腐蚀性能的影响。结果表明,C含量在0.04%~0.06%变化时,316H不锈钢晶粒度、拉伸性能、冲击韧性变化并不明显。尽管该范围的C含量合金热轧板材具有良好的耐晶间腐蚀性,但随着C含量的增加,合金腐蚀速率有所提高。N含量在0.05%~0.07%变化时,316H不锈钢晶粒度、拉伸性能、冲击性能变化并不明显,耐晶间腐蚀速率随着N含量的增加有降低的趋势。基于上述结果,综合分析并确定了工程化制造的大尺寸316H不锈钢部件C和N含量的推荐控制限,即C 0.04%~0.05%,N 0.06%~0.07%。