耐熱鋼是指在高溫下作業(yè)并具有熱強(qiáng)性和熱穩(wěn)定性的鋼。熱強(qiáng)性是指在高溫下反抗蠕變和開(kāi)裂的才能;熱穩(wěn)定性是指在高溫下抗氧化和氣體介質(zhì)腐蝕的才能。一般,把首要具有熱強(qiáng)性的耐熱鋼稱為熱強(qiáng)鋼,把首要具有熱穩(wěn)定性的耐熱鋼稱為熱穩(wěn)定鋼。耐熱鋼首要應(yīng)用于動(dòng)力和能源工程中,例如,煉油設(shè)備、鍋爐、核容器、汽輪機(jī)、組成化工容器、宇航設(shè)備以及其它高溫加工設(shè)備的制作中。需要指出的是,不少不銹鋼(例如,1Cr-18Ni9Ti、1Cr13等)也具有耐熱性,因此,也能夠列入耐熱鋼,有人將這種類型的鋼稱為“耐熱不銹鋼”。耐熱鋼常用于制作鍋爐、汽輪機(jī)、動(dòng)力機(jī)械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門(mén)中在高溫下作業(yè)的零部件。這些部件除要求高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化腐蝕外,依據(jù)用處不同還要求有滿足的韌性、杰出的可加工性和焊接性,以及一定的安排穩(wěn)定性。中國(guó)自1952年開(kāi)始生產(chǎn)耐熱鋼。今后研制出一些新式的低合金熱強(qiáng)鋼,然后使珠光體熱強(qiáng)鋼的作業(yè)溫度進(jìn)步到600~620℃;此外,還發(fā)展出一些新的低鉻鎳抗氧化鋼種。
作用;鉻、鋁、硅這些鐵素體構(gòu)成的元素,在高溫下能促使金屬表面生成致密的氧化膜,防止繼續(xù)氧化,是進(jìn)步鋼的抗氧化性和抗高溫氣體腐蝕的首要元素。但鋁和硅含量過(guò)高會(huì)使室溫塑性和熱塑性嚴(yán)重惡化。鉻能明顯進(jìn)步低合金鋼的再結(jié)晶溫度,含量為2%時(shí),強(qiáng)化效果較好。
鎳、錳能夠構(gòu)成和穩(wěn)定奧氏體。鎳能進(jìn)步奧氏體鋼的高溫強(qiáng)度和改進(jìn)抗?jié)B碳性。錳盡管能夠代鎳構(gòu)成奧氏體,但損害了耐熱鋼的抗氧化性。
釩、鈦、鈮是強(qiáng)碳化物構(gòu)成元素,能構(gòu)成細(xì)小彌散的碳化物,進(jìn)步鋼的高溫強(qiáng)度。鈦、鈮與碳結(jié)合還可防止奧氏體鋼在高溫下或焊后產(chǎn)生晶間腐蝕。
碳、氮可擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體,然后進(jìn)步耐熱鋼的高溫強(qiáng)度。鋼中含鉻、錳較多時(shí),可明顯進(jìn)步氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替價(jià)格較貴的鎳。
硼、稀土均為耐熱鋼中的微量元素。硼溶入固溶體中使晶體點(diǎn)陣產(chǎn)生畸變,晶界上的硼又能阻撓元素分散和晶界遷移,然后進(jìn)步鋼的高溫強(qiáng)度;稀土元素能明顯進(jìn)步鋼的抗氧化性,改進(jìn)熱塑性。
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