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在以“倡导节能环保、发展循环经济”为世界发展大趋势的背景下,具有低耗高效发电优势的超超临界技术在火电行业得到广泛应用。Super304H新型奥氏体耐热钢由于优异的高温强度、抗氧化性能和抗蒸汽腐蚀性能,成为超(超)临界火电锅炉中过热器、再热器等的首选材料之一。然而Super304H钢高碳含量带来的高Cr23C6析出和高晶间腐蚀敏感性问题也成为该钢应用中的一个致命问题。全面认识Super304H钢中M23C6相的析出动力学行为,可以为有针对性地解决Super304H钢中的晶间腐蚀问题而进行的成分和工艺优化提供科学的指导,而这方面的研究目前还非常欠缺。本文以Super304H钢中M23C6相的析出动力学作为主要研究目标,以TP304H和粗化态Super304H为对比试样,借助现代材料微观分析方法(如OM, SEM, EDS,XRD等)首先分析了Super3O4H钢在高温时效过程中M23C6析出相的析出行为特征；然后利用表面电镀Cr后真空扩散热处理,结合EDS定量线扫描手段,探究了Cr在Super3O4H和TP304H钢中的扩散动力学；最后,通过定量浸蚀法重点研究了Super3O4H原始组、粗化组和TP304H对照组在高温时效过程中M23C6相的析出动力学,建立了M23C6相的析出动力学PTT曲线,并深入分析了成分与结构变化对奥氏体不锈钢中M23C6相析出动力学的影响规律。研究结果表明,Super3O4H钢经固溶处理后的组织为奥氏体+少量析出相,晶粒度为8-10级；TP304H钢经固溶处理后的组织为单一奥氏体,无析出相,晶粒度为5～7级；将Super3O4H钢在1250℃×10min(水淬)可粗化至与TP304H同等级晶粒度,以便可以考量晶粒尺寸的影响。Super3O4H钢在高温时效过程中,在600℃～850℃之间,析出相的数量随着时效温度升高而增加,当时效温度高于850℃后,析出相逐步回溶进基体。同时,晶界上析出相的形态随时效温度的升高由细小连续状逐步聚集粗化成断续的颗粒状。另外,在600℃-900℃时效500h的Super3O4H钢试样中,可检测到M23C6、Nb(C,N)和富Cu相三种析出相。采用电镀Cr技术,在Super3O4H与TP304H表面获得了厚度分别为18μm和45μm的纯铬镀层。真空扩散热处理过程中,Cr元素在两种钢中的扩散深度和扩散系数随温度的升高逐渐增加。同一温度下,Super3O4H钢中Cr的扩散激活能比TP304H钢中的小Cr的扩散系数比TP304H钢中的大。Super3O4H钢和TP304H钢中获取的Cr扩散系数方程分别为D=1.08×10-15exp((-6.08×104)/RT)和D=2.29×10-15exp((-7.44×104)/RT)。最后,通过定量浸蚀法测定了Super304H原始组、粗化组和TP304H对照组三组试样中M23C6相的相对析出量,拟合了各时效温度下M23C6相析出的Avrami曲线,并进一步绘制了三组试样中M23C6相的析出动力学PTT曲线。三组试样的PTT曲线均呈现典型的“C”曲线形式,其中Super304H原始组和粗化组的C曲线鼻尖温度为800℃-850℃C,而TP304H钢的鼻尖温度为850℃C。与传统TP304H钢相比,Super304H钢中M23C6相的C曲线的析出开始线明显右移,析出结束线则明显左移；对于Super304H本身而言,粗化态试样析出开始线呈现左移,析出结束线则右移。本文从成分与结构的差异和原子扩散动力学方面对造成这种现象的原因进行了分析。