耐熱性能是指在高溫下,既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能(即熱穩定性),同時又有足夠的強度(即熱強性)。不銹鋼除了不生銹外,還具有優良的耐高、低溫性能,許多不銹鋼可兼作耐熱鋼(gang)或低溫鋼使用。


  作為耐熱鋼使用的不銹鋼,多為含碳量較高的鐵素體、馬氏體和奧氏體不銹鋼,它們具有下列特點。


 ①. 保證(zheng)抗(kang)氧化(hua)性能(neng)需(xu)較(jiao)高(gao)含鉻量以(yi)形(xing)成致密氧化(hua)膜


    能在800℃、1000℃、1100℃仍保持熱穩定性的鉻的質量分數分別為10%~12%、22%和30%。含Cr量越高抗氧化能力越強。在鋼中加入Al和Si等合金元素有助于增強Cr的影響,使鋼材表面形成結構致密并與鋼材表面牢固結合的氧化膜,如Cr2O3、Al2O3等合金氧化膜。這種合金氧化膜具有良好的保護作用,從而可延長鋼材的使用壽命或提高使用溫度。在不銹鋼中、若氧化膜主要以(Fe,Cr)2O3的形式出現時,其抗氧化溫度劇變的能力最為優越。


 ②. 保證熱(re)強要求的(de)措施


   a. 增Ni以(yi)得到穩定(ding)的奧氏體(ti)組織,利(li)用Mo、W固溶(rong)強(qiang)化,提(ti)高原子間結合力。但加(jia)Mo對抗(kang)氧化性不利(li)。


   b. 形成碳化物(wu)(MC、M23C6)為(wei)(wei)主的第二相,為(wei)(wei)此應(ying)適當提高(gao)含碳量(liang)。


   c. 加(jia)入(ru)微量硼或稀土(tu)等(deng)以控制(zhi)晶粒度并強(qiang)化(hua)晶界,如耐熱奧氏體不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。


 ③. 高溫脆化(hua)問(wen)題(ti)


    耐熱不銹鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)熱加工(gong)或(huo)高(gao)溫(wen)下(xia)長(chang)(chang)期工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)時會產生各(ge)種脆(cui)(cui)化(hua)(hua)現象,如06Cr13(0Cr13)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)550℃左右的(de)回火脆(cui)(cui)性,高(gao)鉻鐵素體鋼(gang)的(de)晶粒長(chang)(chang)大脆(cui)(cui)化(hua)(hua),奧氏體鋼(gang)沿晶界(jie)析(xi)出(chu)(chu)碳化(hua)(hua)物造成的(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)以及鐵素體鋼(gang)的(de)475℃脆(cui)(cui)性、850℃附近的(de)。相析(xi)出(chu)(chu)脆(cui)(cui)化(hua)(hua),甚至高(gao)Cr-Ni奧氏體鋼(gang)(如25-20)也有。相析(xi)出(chu)(chu)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)問題。耐熱鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)使用(yong)過程(cheng)中要考慮(lv)到長(chang)(chang)期高(gao)溫(wen)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)時可能(neng)產生的(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)現象和高(gao)溫(wen)疲勞(lao)破壞(huai)。疲勞(lao)破壞(huai)一般由表層或(huo)者表面(mian)下(xia)某些缺(que)陷形成裂紋,裂紋在(zai)(zai)(zai)交變載荷作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)下(xia),逐漸擴大,直至斷裂。


  不銹鋼的(de)主要(yao)合金元素對(dui)耐(nai)熱性(xing)能的(de)影響將(jiang)在本章第4節予以介紹(表(biao)1-13)。表(biao)1-11列出了幾種耐(nai)熱鋼適用(yong)溫度范圍及主要(yao)用(yong)途。


  在較低(di)溫度(du)下,疲(pi)(pi)勞(lao)裂(lie)紋是(shi)(shi)穿晶的(de),而在高溫下的(de)疲(pi)(pi)勞(lao)裂(lie)紋是(shi)(shi)沿晶間(jian)發展的(de)。


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