沖天爐熔煉鑄鐵時，熔融的鐵以液滴通過灼熱的底焦，增碳效果很好，通常可以通過調整底焦高度、控制爐料配比和鐵液溫度來控制增碳量，有必要采用增碳劑的情況很少。感應電爐熔煉鑄鐵時，爐內沒有碳源，爐料中廢鋼的用量又多，增碳劑一般都是必不可少的。增碳劑的品種及其特征，不僅影響增碳效率，對鑄件的冶金質量也有重要的影響。

S31042耐熱鋼廣泛應用于超超臨界火電機組的過熱器和再熱器管，在高溫高壓下服役。在之前的研究中發現，Z相（NbCrN）和MX相（Nb（C、N））隨時效溫度和時間的變化較小，一直保持較為細小的顆粒狀，起到了很好的沉淀強化作用，有效提高了鋼的持久強度。而鈮元素是Z相和MX相*重要的合金元素，本工作通過對不同鈮含量的試驗鋼高溫長時時效處理及持久試驗，研究了鈮含量對其析出相種類和數量以及持久強度的影響，并確定*佳鈮含量。

共冶煉了3爐鈮含量分別為下限（0.2%）、中限（0.4%）和上限（0.6%）的試驗鋼，化學成分見表1。試驗鋼采用25kg真空感應爐冶煉，澆鑄后鍛成Φ15mm棒材，然后進行1250℃×30min固溶處理，根據S31042鋼在超超臨界鍋爐中的使用溫度，持久試驗溫度設定為700℃。同時對固溶處理完的試樣進行長時時效處理，溫度為700℃，時間分別為10、100、1000、3000、10000h。對固溶態及時效處理后的試樣進行金相組織觀察，對部分試樣進行物理化學相分析，確定鋼中析出相的種類和數量。