超级奥氏体不锈钢具有良好的力学性能和耐腐蚀性能,广泛应用于苛刻腐蚀环境中。在高温服役时,钢中会析出大量第二相,特别是硬脆σ相,会严重影响钢的力学性能和耐腐蚀性。因此,研究第二相尺寸、形态和分布对超级奥氏体不锈钢力学和耐腐蚀性能的影响,对于制定合理的热加工工艺和保证超级奥氏体不锈钢拥有良好的耐腐蚀性具有重要的意义。本文以热轧态和扭转变形态超级奥氏体不锈钢为研究对象,对超级奥氏体不锈钢进行900℃时效处理,以调控第二相尺寸、形态和分布,研究时效处理对超级奥氏体不锈钢力学性能和耐腐蚀性的影响。研究结果表明:热轧态超级奥氏体不锈钢在900℃时效过程中,首先在奥氏体晶界处析出条状σ相,随着时效时间的延长,奥氏体晶内依次析出颗粒状、长条状和针状σ相,晶界处σ相不断长大,最终呈现网状结构。晶界析出的σ相,会严重降低不锈钢的塑性,时效时间越长,其抗拉强度和断后延伸率越低,并且断裂方式从晶内断裂向沿晶断裂转变。与此同时,σ相的大量析出,其腐蚀敏感性增大,超级奥氏体不锈钢的耐腐蚀性降低。热轧态超级奥氏体不锈钢经过高压扭转5圈后,形成了尺寸为37 nm的纳米晶。扭转变形不锈钢在900℃时效处理45 s时,扭转变形超级奥氏体不锈钢组织中出现富N和富Cr区;在时效处理60 s时,析出尺寸为247 nm的σ相和113 nm的Cr2N,在之后的时效过程中,奥氏体发生回复,σ相和Cr2N持续发生形核和长大。热轧态超级奥氏体不锈钢经过高压扭转后,其抗拉强度从989 MPa提高到2423 MPa,而断后延伸率从52.9%降到2.5%。经过时效处理后,由于硬脆σ相的析出,断后延伸率并没有得到明显提高。由于扭转变形使超级奥氏体不锈钢产生了大量的晶格缺陷,从而降低了其耐腐蚀性,在时效过程中,不锈钢缺陷数量降低,并且第二相均匀分布和尺寸增大反而提高其耐腐蚀性。与热轧态时效超级奥氏体不锈钢相比,高压扭转态时效超级奥氏体不锈钢具有更优的耐强酸腐蚀性能。