根據現行高合(he)金耐熱鋼國家標(biao)準，按(an)其組織特征可(ke)分為(wei)奧氏體型(xing)、鐵素(su)體型(xing)、馬(ma)氏體型(xing)和(he)彌(mi)散硬化型(xing)四類。按(an)其基本合(he)金體系，可(ke)分為(wei)兩類，即(ji)鉻鎳型(xing)和(he)高鉻型(xing)。為(wei)提高這些香蕉視頻app下載蘋果版:耐熱鋼的(de)抗(kang)氧化性(xing)和熱(re)強鋼性(xing)并改善其加工(gong)工(gong)藝性(xing)能，這兩(liang)種基本合(he)金體系中，還分(fen)別加入Ti、Nb、Al、W、V、Mo、B、Si、Mn和Cu等合(he)金元素。
1. 合金元(yuan)素對(dui)高(gao)合金耐熱鋼力學性(xing)能(neng)的影響
在鉻鎳(nie)型奧氏體耐(nai)熱(re)(re)鋼中，鉻提高了鋼在氧化環境中的熱(re)(re)強性(xing)(xing)，其作用是通過y固溶(rong)體強化，但(dan)強化程度低(di)于鉬和釩。鉻也是碳化物形成(cheng)元素，因(yin)碳化鉻的耐(nai)熱(re)(re)性(xing)(xing)較低(di)，其強化效果不明(ming)顯(xian)。
碳(tan)(tan)是一種(zhong)強(qiang)烈的(de)奧氏(shi)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)，碳(tan)(tan)含(han)量只增加萬分之幾就可以(yi)抵消(xiao)18-8型奧氏(shi)體(ti)中(zhong)鐵(tie)素(su)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)作用。碳(tan)(tan)和氮(dan)(dan)共同(tong)提高奧氏(shi)體(ti)鋼的(de)熱強(qiang)性。氮(dan)(dan)的(de)強(qiang)化(hua)作用在于時效(xiao)過程(cheng)中(zhong)形(xing)(xing)成(cheng)氮(dan)(dan)化(hua)物和碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)化(hua)合物相。
硅(gui)(gui)和鋁(lv)能提高奧(ao)氏(shi)體鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)。在18-8型Cr-Ni鋼(gang)(gang)中，硅(gui)(gui)從0.4%提高到2.4%,鋼(gang)(gang)在980℃下的(de)(de)抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)可提高近20倍(bei)，但(dan)硅(gui)(gui)嚴重惡化(hua)(hua)穩定型奧(ao)氏(shi)體鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊接性(xing)(xing)。鋁(lv)對Cr-Ni型奧(ao)氏(shi)體鋼(gang)(gang)熱強(qiang)(qiang)性(xing)(xing)的(de)(de)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)作(zuo)用不(bu)大。在彌散硬化(hua)(hua)高合(he)金鋼(gang)(gang)中，增加鋁(lv)含量可提高室溫和高溫強(qiang)(qiang)度。
鈦(tai)和鈮(ni)的(de)(de)行為有較大的(de)(de)差別。在(zai)鎳含量(liang)較低的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體鋼(gang)中，鈦(tai)與碳(tan)結(jie)合成(cheng)穩定(ding)的(de)(de)碳(tan)化物。加入(ru)少(shao)量(liang)的(de)(de)鈦(tai)可(ke)提(ti)高(gao)鋼(gang)的(de)(de)持(chi)久強度(du)。鈮(ni)與碳(tan)形成(cheng)最難熔的(de)(de)碳(tan)化物之一(yi)NbC,當(dang)(Nb)增(zeng)加到0.5%~2.0%時可(ke)提(ti)高(gao)奧氏(shi)(shi)體耐熱(re)鋼(gang)的(de)(de)熱(re)強性，同時也(ye)改善鋼(gang)的(de)(de)持(chi)久塑性。但鈮(ni)可(ke)能促(cu)使碳(tan)含量(liang)較低的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體鋼(gang)形成(cheng)近縫區(qu)液化裂紋和焊縫金屬的(de)(de)熱(re)裂紋。
鉬提高(gao)了(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)耐熱鋼(gang)(gang)的(de)熱強(qiang)性(xing)(xing)(xing)，其強(qiang)化作用(yong)在于穩定(ding)了(le)γ固溶(rong)體(ti)和晶界的(de)強(qiang)化。鋁也改(gai)善了(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)的(de)短時(shi)塑(su)性(xing)(xing)(xing)和長時(shi)塑(su)性(xing)(xing)(xing)。對焊接性(xing)(xing)(xing)產生一定(ding)的(de)有利(li)影響(xiang)。在彌散硬化鋼(gang)(gang)中，鉬作為彌散強(qiang)化元(yuan)素(su)，其作用(yong)最強(qiang)烈。鉬的(de)不利(li)作用(yong)是降低了(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)的(de)沖(chong)擊韌度。
鎢(wu)在(zai)很多方(fang)面相似于(yu)鉬。鎢(wu)單獨(du)加入(ru)時(shi)，只是強(qiang)化了γ固溶(rong)體，不會使鋼的熱(re)強(qiang)性明(ming)顯提(ti)高。不過(guo)它與其他元素共同加入(ru)奧(ao)氏(shi)體鋼時(shi)，可能引(yin)起固溶(rong)體的彌散硬化。在(zai)這種情況(kuang)下，鎢(wu)提(ti)高了鋼的熱(re)強(qiang)性，但降低奧(ao)氏(shi)體鋼的韌性。
在Cr-Ni型(xing)奧(ao)氏體(ti)鋼中，釩提(ti)高(gao)熱強(qiang)性的作用不大(da)。在氧(yang)化性介質中，釩可能降低鋼的抗高(gao)溫氧(yang)化性。但在13%鉻鋼中，釩和鉬、鎢、鈮等(deng)元(yuan)素一樣，可提(ti)高(gao)鋼的熱強(qiang)性。
硼以微量成分加入奧氏體鋼時，提高了鋼的熱強性。例如在Cr14Ni18W2Nb型奧氏體鋼中，硼從0.005%增加到0.015%時，鋼的650℃高溫持久強度從118MPa提高到176MPa.在高合金鉻鎳鋼中，加入銅、鋁、鈦、硼、鈮、氮、磷等元素可促使其產生彌散硬化，從而提高鋼的熱強性。
2. 高合金耐(nai)熱鋼標(biao)準(zhun)化(hua)學成分和力學性能
我(wo)國和世界主要工業國家常用的奧(ao)氏體型(xing)、鐵素體型(xing)和馬(ma)氏體型(xing)高合金耐熱(re)鋼(gang)的標準化學成分(fen)列于表1-5。這些(xie)鋼(gang)在供(gong)貨狀態(tai)下的力學性(xing)能分(fen)別列于表1-6、表1-7和表1-8。
