CN116162852A - 一种核用高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢及其制备方法和应用 - Google Patents

一种核用高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核用高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢及其制备方法和应用，奥氏体耐热钢主要由奥氏体基体和弥散分布于奥氏体基体中的Nb(C，N)析出相形成；奥氏体耐热钢中含有铬元素，所述铬元素的含量为19wt％～21wt％。奥氏体耐热钢的室温抗拉强度>630MPa，在700℃下的抗拉强度>400MPa，延伸率>30％，室温冲击功>180J，具有良好的高温力学性能，有望用于在第四代核能和高温超临界流体进行服役。

Description

一种核用高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及先进能源系统结构材料技术领域，具体涉及一种核用高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢及其制备方法和应用。
背景技术
为了缓解能源危机和大气污染，大力发展高效、洁净的第四代核能和超临界流体冷却系统是我国重要能源战略目标。先进电力系统工作温度和压力的不断提高可以提高其发电效率，在这种条件下，对其所用关键部件材料的性能提出了更高、更苛刻的要求。尤其是高温、超临界流体中对材料的高温力学性能、高温组织稳定性、耐腐蚀性能尤为关注。因此，适宜材料的选择和研发成为发展先进超临界机组亟待解决的核心技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核用高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢及其制备方法和应用，以具有良好优异的高温力学性能、高温抗氧化性能以及高温蠕变性能的奥氏体钢为基体，通过向其中弥散金属间化合物Nb(C，N)析出相和控制镍和铬的含量，使得其性能得到提升，满足使用环境的要求，以解决现有技术中缺乏能在高温超临界流体中服役的适宜材料的问题。
第一方面，本发明公开了一种核用高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其特征在于，所述奥氏体耐热钢主要由奥氏体基体和弥散分布于奥氏体基体中的Nb(C，N)析出相形成；
所述奥氏体耐热钢中含有铬元素，所述铬元素的含量为19wt％～21wt％；
所述奥氏体耐热钢的室温抗拉强度>630MPa，在700℃下的抗拉强度>400MPa，延伸率>30％，室温冲击功>180J。
首先，本发明的发明人在研究的过程中偶发发现奥氏体基体具有优异的高温力学性能、高温抗氧化性能以及高温蠕变性能，有望成为先进能源系统的候选材料，但是其各方面的性能还需要进一步提高，来满足其在高温超临界流体中服役的要求。
其次，针对现有奥氏体基体存在的上述问题，本发明发明人发现在奥氏体基体中弥散金属间化合物Nb(C，N)析出相对奥氏体基体的高温力学性能起到强化的作用，Cr元素和氧反应形成稳定且致密的Cr2O3氧化膜，起到良好的耐腐蚀性能。
最后，通过控制并Ni元素和Cr元素的含量，使得整个耐热钢中具有Laves-Fe2Nb相进一步提高耐热钢的高温力学性能。
本发明提供的奥氏体耐热钢能够应用于高温超临界流体中服役，具有良好的抗腐蚀性能和高温力学性能，为第四代核能和高温超临界流体中所以用的设备提供了新的且可靠的制备材料，值得推广使用。
作为一种可能的设计，所述奥氏体耐热钢中氮元素的含量为0.01～0.1wt％。
金属间化合物Nb(C，N)析出相中既有碳化铌，又有氮化铌，是两者的混合物形成的析出相，通过控制氮元素的含量，能够控制析出相中氮化铌的含量，从而确保析出相中碳化铌和氮化铌含量适中，使得奥氏体耐热钢的高温力学性能较佳。
作为一种可能的设计，所述奥氏体耐热钢中含有锆元素，所述锆元素的含量为0.01～1wt％。通过添加锆元素和控制锆元素的含量，能够控制Laves相的量从而提高奥氏体耐热钢的高温力学性能。
作为一种可能的设计，所述Nb(C，N)析出相为颗粒状，其平均尺寸为35～42nm，相邻两颗所述Nb(C，N)析出相之间的距离为10nm～200nm。弥散均匀能够使得奥氏体耐热钢的局部性能更加稳定。
作为一种可能的设计，所述奥氏体耐热钢包括以下重量百分数的元素：C：0.01～0.1％，N：0.01～0.1％，Nb：0.5～0.9％，Mo：1.0～2.5％，Si：0～0.3％，Mn：0～1％，Ni：23～27％，Cr：19～21％，Zr：0.01～1％，余量为Fe和符合工业标准的杂质。
作为一种可能的设计，所述奥氏体耐热钢还包括以下重量百分数的元素：W：0.01～1％，Ti：0.01～1％，Y：0.01～1％。用以进一步提高奥氏体耐热钢的综合性能，包括高温力学性能和蠕变性能等。
作为一种可能的设计，所述杂质包括以下重量百分数的元素：Ta≤0.05％，P≤0.01％，S≤0.01％，O≤0.01％，H≤0.005％以及Co≤0.04％。还可以严格控制B、Cd、Li、Sm、Eu、Gd、Cu和Dy等中子吸收截面较大的核素的含量。避免杂质的量过高影响奥氏体耐热钢的性能和避免奥氏体耐热钢对中子的吸收，对核反应的影响。
第二方面，本发明还提供一种关于上述奥氏体耐热钢的制备方法，称取除了杂质以外其它各元素对应的原料，将各原料依次进行熔炼、铸造、锻造、热轧、一次固溶处理、冷轧、二次固溶处理、稳定化处理、冷却至室温以及时效处理；所述稳定化处理过程中的温度为800～1000℃，时间为10min～1.5h。
作为一种可能的设计，在所述一次固溶处理和所述二次固溶处理的温度均为1100～1300℃，时间均为10min～1.5h；优选地，所述锻造的初期温度为1000～1300℃，末期温度为900～1200℃；优选地，所述热轧过程和所述冷轧过程的变形量均为5～15％；优选地，所述时效处理在600～1000℃进行100～2000h。
本发明的有益效果：
1.通过固溶与稳定化处理工序，有利于金属间化合物Nb(C，N)析出相的形成以及对其尺寸和相邻颗粒之间的距离的控制，制备得到的奥氏体耐热钢室温抗拉强度>630MPa，高温(700℃)抗拉强度>400MPa，延伸率>30％，室温冲击功>180J，能服役于第四代核能和高温超临界流体。
2.本发明提出稳定化处理对合金组织的影响，经过稳定化处理后奥氏体耐热钢中合金组织为单一的奥氏体与Nb(C，N)相，未经过稳定化处理的不锈钢中合金组织中出现有M23C6与σ相等析出相，影响不锈钢的高温力学性能。
附图说明
图1为本发明实施例1中所得奥氏体耐热钢的微观组织示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例公开了一种高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其元素组成设计如下：Ni26wt％、Cr 19wt％、Mo 2.0wt％、Nb0.8wt％、Si0.3wt％、C0.02wt％、N0.1wt％、Zr0.2wt％以及Fe 51.58wt％。
本实施例还公开了上述高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：按照上述各元素的质量百分比分别称量原料并混合，得混合料1；
S2、熔炼：采用真空感应熔炼炉对混合料1进行熔炼，随后浇铸成铸锭；
S3、将获得的铸锭在1200℃保温300min，随后进行淬火；
S4、在1025～1050℃范围内，进行锻造，锻造比约3：1，得到锻造样；
S5、对锻造样进行高温轧制，轧制温度控制在1050～1150℃范围内，总压下量约60％，轧制后直接淬水，以加快冷却速率，控制晶粒度。然后对样品进行冷轧处理，总压下量约60％；
S6、对样品进行1050℃固溶处理10min后直接淬水，后在950℃稳定化处理1h，促进析出相的析出。
S7、对样品进行700℃时效处理300h，促进析出相的析出。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢按GB/T 11170-2008标准进行化学成分分析，结果为：Ni26.1wt％、Cr 19.2wt％、Mo 1.95wt％、Nb0.66wt％、Si0.31wt％、C0.019wt％、N0.1wt％、Zr 0.2wt％及Fe 51.4565wt％，包含气体杂质元素S0.002wt％、O0.0015wt％以及H 0.001wt％。由此可知，制备得到的奥氏体耐热钢的元素和质量百分比和前述设计相近，因此测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能能够反映本实施例设计的奥氏体耐热钢的高温力学性能，故而只需要测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能即可。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能进行测试，结果如表1所示。其中：高温力学性能包括室温冲击功、室温抗拉强度以及高温(700℃)抗拉强度。
室温冲击功的测试方法为GB/T 229-2007，室温抗拉强度的测试方法为GB/T228.1，高温(700℃)抗拉强度的测试方法为GB/T228.2。
实施例2
本实施例公开了一种高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其元素组成设计如下：Ni27wt％、Cr 19wt％、Mo 2.0wt％、Nb0.8wt％、Si0.6wt％、C0.08wt％、N0.1wt％、Zr0.01wt％以及Fe 50.41wt％。
本实施例还公开了上述高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：按照上述各元素的质量百分比分别称量原料并混合，得混合料2；
S2、熔炼：采用真空感应熔炼炉对混合料1进行熔炼，随后浇铸成铸锭；
S3、将获得的铸锭在1200℃保温300min，随后进行淬火；
S4、在1025～1050℃范围内，进行锻造，锻造比约3：1，得到锻造样；
S5、对锻造样进行高温轧制，轧制温度控制在1050～1150℃范围内，总压下量约60％，轧制后直接淬水，以加快冷却速率，控制晶粒度。然后对样品进行冷轧处理，总压下量约60％；
S6、对样品进行1050℃固溶处理10min后直接淬水，后在950℃稳定化处理1h，促进析出相的析出。
S7、对样品进行700℃时效处理300h，促进析出相的析出。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢进行成分分析，结果为：Ni 26.9wt％、Cr18.9wt％、Mo 2.04wt％、Nb0.78wt％、Si0.62wt％、C0.081wt％、N0.12wt％、Zr 0.012wt％以及Fe 50.5422wt％，包含气体杂质元素S 0.001wt％、O 0.0018wt％以及H 0.002wt％。由此可知，制备得到的奥氏体耐热钢的元素和质量百分比和前述设计相近，因此测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能能够反映本实施例设计的奥氏体耐热钢的高温力学性能，故而只需要测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能即可。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能进行测试，结果如表1所示。
实施例3
本实施例公开了一种高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其元素组成设计如下：Ni23wt％、Cr 21wt％、Mo 2.0wt％、Nb0.8wt％、Mn 0.5wt％、Si0.6wt％、C0.08wt％、N0.05wt％、Zr 0.9wt％以及Fe 51.07wt％。
本实施例还公开了上述高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：按照上述各元素的质量百分比分别称量原料并混合，得混合料3；
S2、熔炼：采用真空感应熔炼炉对混合料1进行熔炼，随后浇铸成铸锭；
S3、将获得的铸锭在1200℃保温300min，随后进行淬火；
S4、在1025～1050℃范围内，进行锻造，锻造比约3：1，得到锻造样；
S5、对锻造样进行高温轧制，轧制温度控制在1050～1150℃范围内，总压下量约60％，轧制后直接淬水，以加快冷却速率，控制晶粒度。然后对样品进行冷轧处理，总压下量约60％；
S6、对样品进行1050℃固溶处理10min后直接淬水，后在950℃稳定化处理1h，促进析出相的析出。
S7、对样品进行700℃时效处理300h，促进析出相的析出。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢进行成分分析，结果为：Ni 22.8wt％、Cr21.2wt％、Mo 1.97wt％、Nb0.81wt％、Mn 0.51wt％、Si0.58wt％、C0.077wt％、N0.048wt％、Zr 0.92wt％以及Fe 51.0785wt％，包含气体杂质元素S 0.003wt％、O 0.0025wt％以及H0.001wt％。由此可知，制备得到的奥氏体耐热钢的元素和质量百分比和前述设计相近，因此测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能能够反映本实施例设计的奥氏体耐热钢的高温力学性能，故而只需要测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能即可。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能进行测试，结果如表1所示。
实施例4
本实施例公开了一种高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其元素组成设计如下：Ni23wt％、Cr 21wt％、Mo 2.0wt％、Nb0.8wt％、Mn 0.5wt％、C0.08wt％、N0.05wt％、Zr0.9wt％以及Fe 51.67wt％。
本实施例还公开了上述高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：按照上述各元素的质量百分比分别称量原料并混合，得混合料4；
S2、熔炼：采用真空感应熔炼炉对混合料1进行熔炼，随后浇铸成铸锭；
S3、将获得的铸锭在1200℃保温300min，随后进行淬火；
S4、在1025～1050℃范围内，进行锻造，锻造比约3：1，得到锻造样；
S5、对锻造样进行高温轧制，轧制温度控制在1050～1150℃范围内，总压下量约60％，轧制后直接淬水，以加快冷却速率，控制晶粒度。然后对样品进行冷轧处理，总压下量约60％；
S6、对样品进行1050℃固溶处理10min后直接淬水，后在950℃稳定化处理1h，促进析出相的析出。
S7、对样品进行700℃时效处理300h，促进析出相的析出。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢进行成分分析，结果为：Ni 23.02wt％、Cr20.8wt％、Mo 2.01wt％、Nb0.78wt％、Mn 0.47wt％、C0.081wt％、N0.052wt％、Zr 0.88wt％以及Fe 51.902wt％，包含气体杂质元素S 0.002wt％、O 0.0010wt％以及H 0.002wt％。由此可知，制备得到的奥氏体耐热钢的元素和质量百分比和前述设计相近，因此测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能能够反映本实施例设计的奥氏体耐热钢的高温力学性能，故而只需要测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能即可。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能进行测试，结果如表1所示。
实施例5
本实施例公开了一种高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其元素组成设计如下：Ni23wt％、Cr 21wt％、Mo 2.0wt％、Nb0.8wt％、Mn 0.5wt％、Si0.6wt％、C0.08wt％、N0.05wt％、Zr 0.9wt％、W 0.03wt％、Ti 0.5wt％、Y 1wt％以及Fe 49.54wt％。
本实施例还公开了上述高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：按照上述各元素的质量百分比分别称量原料并混合，得混合料5；
S2、熔炼：采用真空感应熔炼炉对混合料1进行熔炼，随后浇铸成铸锭；
S3、将获得的铸锭在1200℃保温300min，随后进行淬火；
S4、在1025～1050℃范围内，进行锻造，锻造比约3：1，得到锻造样；
S5、对锻造样进行高温轧制，轧制温度控制在1050～1150℃范围内，总压下量约60％，轧制后直接淬水，以加快冷却速率，控制晶粒度。然后对样品进行冷轧处理，总压下量约60％；
S6、对样品进行1050℃固溶处理10min后直接淬水，后在950℃稳定化处理1h，促进析出相的析出。
S7、对样品进行700℃时效处理300h，促进析出相的析出。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢进行成分分析，结果为：Ni 23.1wt％、Cr20.8wt％、Mo 2.12wt％、Nb0.77wt％、Mn 0.48wt％、Si0.57wt％、C0.08wt％、N0.048wt％、Zr 0.89wt％、W 0.032wt％、Ti 0.48wt％、Y 0.99wt％以及Fe 49.549wt％，包含气体杂质元素S 0.004wt％、O 0.0031wt％以及H 0.002wt％。由此可知，制备得到的奥氏体耐热钢的元素和质量百分比和前述设计相近，因此测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能能够反映本实施例设计的奥氏体耐热钢的高温力学性能，故而只需要测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能即可。
对本实施例制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能进行测试，结果如表1所示。
对比例1
本对比例公开了一种高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其元素组成设计如下：Ni26wt％、Cr 19wt％、Mo 2.0wt％、Nb0.8wt％、Si0.3wt％、C0.02wt％、Zr 0.2wt％以及Fe51.68wt％。
本对比例还公开了上述高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：按照上述各元素的质量百分比分别称量原料并混合，得混合料1；
S2、熔炼：采用真空感应熔炼炉对混合料1进行熔炼，随后浇铸成铸锭；
S3、将获得的铸锭在1200℃保温300min，随后进行淬火；
S4、在1025～1050℃范围内，进行锻造，锻造比约3：1，得到锻造样；
S5、对锻造样进行高温轧制，轧制温度控制在950～1050℃范围内，总压下量约60％，轧制后直接淬水，以加快冷却速率，控制晶粒度及析出相尺寸。
S6、对样品进行1050℃固溶处理10min后直接淬水，后在950℃稳定化处理1h，促进析出相的析出。
S7、对样品进行700℃稳定化处理300h，促进析出相的析出。
对本对比例制备得到的奥氏体耐热钢进行成分分析，结果为：Ni25.7wt％、Cr18.9wt％、Mo 2.01wt％、Nb0.88wt％、Si0.27wt％、C0.023wt％、Zr 0.22wt％以及Fe51.9925wt％，包含气体杂质元素S 0.001wt％、O 0.0015wt％以及H 0.002wt％。由此可知，制备得到的奥氏体耐热钢的元素和质量百分比和前述设计相近，因此测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能能够反映本对比例设计的奥氏体耐热钢的高温力学性能，故而只需要测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能即可。
对本对比例制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能进行测试，结果如表1所示。
对比例2
本对比例公开了一种高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其元素组成设计如下：Ni26wt％、Cr 19wt％、Mo 2.0wt％、Nb0.8wt％、Si0.3wt％、C0.02wt％、N0.1wt％以及Fe51.78wt％。
本对比例还公开了上述高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、配料：按照上述各元素的质量百分比分别称量原料并混合，得混合料1；
S2、熔炼：采用真空感应熔炼炉对混合料1进行熔炼，随后浇铸成铸锭；
S3、将获得的铸锭在1200℃保温300min，随后进行淬火；
S4、在1025～1050℃范围内，进行锻造，锻造比约3：1，得到锻造样；
S5、对锻造样进行高温轧制，轧制温度控制在950～1050℃范围内，总压下量约60％，轧制后直接淬水，以加快冷却速率，控制晶粒度及析出相尺寸；
S6、对样品进行1050℃固溶处理10min后直接淬水，后在950℃稳定化处理1h，促进析出相的析出。
S7、对样品进行700℃稳定化处理300h，促进析出相的析出。
对本对比例制备得到的奥氏体耐热钢进行成分分析，结果为：Ni25.84wt％、Cr19.4wt％、Mo 2.12wt％、Nb 0.74wt％、Si0.33wt％、C0.021wt％、N0.09wt％以及Fe51.4535wt％，包含气体杂质元素S 0.001wt％、O 0.0025wt％以及H 0.002wt％。由此可知，制备得到的奥氏体耐热钢的元素和质量百分比和前述设计相近，因此测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能能够反映本对比例设计的奥氏体耐热钢的高温力学性能，故而只需要测定制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能即可。
对本对比例制备得到的奥氏体耐热钢的高温力学性能进行测试，结果如表1所示。
对比例3
本对比例和实施例1相比，不同点在于：奥氏体耐热钢的制备方法，不包括稳定化处理，其余相同。
对比例4
对比例和实施例1相比，不同点在于：奥氏体耐热钢的制备方法，不包括时效处理，其余相同。
表1
/ 室温冲击功(J) 室温抗拉强度(Mpa) 700℃抗拉强度(Mpa)
实施例1 190 670 400
实施例2 187 673 412
实施例3 176 686 407
实施例4 196 658 391
实施例5 173 692 413
对比例1 178 620 374
对比例2 190 631 372
对比例3 196 630 379
对比例4 190 651 384
由表1可以得出，对比例1和实施例1相比，在缺少氮元素的情况下，制备得到的奥氏体耐热钢力学性能明显降低，特别是室温抗拉强度，说明氮元素对奥氏体耐热钢的室温冲击功、室温抗拉强度以及700℃抗拉强度均有较为明显的提高作用。
对比例2和实施例1相比，在缺少Zr元素的情况下，室温抗冲击功基本保持不变，但是室温抗拉强度和700℃抗拉强度有明显的降低，特别是室温抗拉强度，说明Zr元素元素对奥氏体耐热钢的室温抗拉强度和700℃抗拉强度均有较为明显的提高作用。
对比例3和实施例1相比，在缺乏热稳定性处理的步骤下，室温抗冲击功基本保持不变，但是室温抗拉强度和700℃抗拉强度有明显的降低，特别是室温抗拉强度，说明热稳定性处理对奥氏体耐热钢的室温抗拉强度和700℃抗拉强度均有较为明显的提高作用。
对比例4和实施例1相比，在缺乏时效处理的步骤下，室温抗冲击功基本保持不变，但是室温抗拉强度和700℃抗拉强度有明显的降低，特别是室温抗拉强度，说明时效处理对奥氏体耐热钢的室温抗拉强度和700℃抗拉强度均有较为明显的提高作用。
本发明实施例1中所得奥氏体耐热钢的微观组织示意图如图1所示，由图1可知，本发明成功制得了含有Nb(C，N)析出相的奥氏体耐热钢。
综上，本发明通过调整合金成分与热处理工艺综合在奥氏体基体中形成细小、弥散的Nb(C，N)析出相分布特征与规律，实现高强度耐热钢，同时，较高的Cr含量也可在腐蚀环境形成致密的Cr2O3保护层，实现高温烟气、超临界流体中的腐蚀防护。
本发明提供的工艺简单，可以大规模生产。合金及基于合金开发的零件可以用于超临界发电站、超超临界发电站和超临界流体冷却堆。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核用高强度抗腐蚀的奥氏体耐热钢，其特征在于，所述奥氏体耐热钢主要由奥氏体基体和弥散分布于奥氏体基体中的Nb(C，N)析出相形成；
所述奥氏体耐热钢中含有铬元素，所述铬元素的含量为19wt％～21wt％；
所述奥氏体耐热钢的室温抗拉强度>630MPa，在700℃下的抗拉强度>400MPa，延伸率>30％，室温冲击功>180J。
2.根据权利要求1所述的奥氏体耐热钢，其特征在于，所述奥氏体耐热钢中氮元素的含量为0.01～0.1wt％。
3.根据权利要求1所述的奥氏体耐热钢，其特征在于，所述奥氏体耐热钢中含有锆元素，所述锆元素的含量为0.01～1wt％。
4.根据权利要求1所述的奥氏体耐热钢，其特征在于，所述Nb(C，N)析出相为颗粒状，其平均尺寸为35～42nm，相邻两颗所述Nb(C，N)析出相之间的距离为10nm～200nm。
5.根据权利要求1所述的奥氏体耐热钢，其特征在于，所述奥氏体耐热钢包括以下重量百分数的元素：C：0.01～0.1％，N：0.01～0.1％，Nb：0.5～0.9％，Mo：1.0～2.5％，Si：0～0.3％，Mn：0～1％，Ni：23～27％，Cr：19～21％，Zr：0.01～1％，余量为Fe和符合工业标准的杂质。
6.根据权利要求5所述的奥氏体耐热钢，其特征在于，所述奥氏体耐热钢还包括以下重量百分数的元素：W：0.01～1％，Ti：0.01～1％，Y：0.01～1％。
7.根据权利要求5或6所述的奥氏体耐热钢，其特征在于，所述杂质包括以下重量百分数的元素：Ta≤0.05％，P≤0.01％，S≤0.01％，O≤0.01％，H≤0.005％以及Co≤0.04％。
8.权利要求1-7任一项所述奥氏体耐热钢的制备方法，其特征在于，称取除了杂质以外其它各元素对应的原料，将各原料依次进行熔炼、铸造、锻造、热轧、冷轧、固溶处理、稳定化处理、冷却至室温以及时效处理；所述稳定化处理过程中的温度为800～1000℃，时间为10min～1.5h。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述一次固溶处理和所述固溶处理的温度为1020～1100℃，时间均为10min～1.5h；优选地，所述锻造的初期温度为1000～1300℃，末期温度为900～1200℃；优选地，所述热轧过程和所述冷轧过程的变形量均为20～60％；优选地，所述时效处理在600～1000℃进行100～2000h。
10.权利要求1-7任一项所述奥氏体耐热钢在第四代核能和超临界流体冷却系统中的应用。
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