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(xiu)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(ao)氏體(ti)不銹鋼,它們具有下列特點。


 ①. 保證抗氧化(hua)性能需較高(gao)含鉻量以形成致密氧化(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(zheng)熱強要求(qiu)的(de)措施


   a. 增Ni以(yi)得到穩定(ding)的奧(ao)氏體組織,利(li)用Mo、W固溶強化,提高原子間(jian)結合力。但加Mo對抗氧化性不(bu)利(li)。


   b. 形成碳化物(MC、M23C6)為主的第(di)二相,為此應適當提(ti)高含碳量(liang)。


   c. 加入微量硼或稀土等(deng)以(yi)控制(zhi)晶粒度并強化晶界,如耐(nai)熱(re)奧氏體不(bu)銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。


 ③. 高溫脆化問題


    耐熱(re)不銹鋼(gang)(gang)在熱(re)加(jia)工或高溫(wen)下(xia)長(chang)期工作(zuo)時(shi)(shi)會(hui)產生各種脆(cui)(cui)化(hua)(hua)現(xian)象,如06Cr13(0Cr13)鋼(gang)(gang)在550℃左右的(de)回火脆(cui)(cui)性,高鉻鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)晶粒長(chang)大脆(cui)(cui)化(hua)(hua),奧氏體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)沿(yan)晶界析(xi)(xi)出(chu)碳化(hua)(hua)物造成的(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)以及(ji)鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)475℃脆(cui)(cui)性、850℃附近的(de)。相析(xi)(xi)出(chu)脆(cui)(cui)化(hua)(hua),甚至高Cr-Ni奧氏體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(如25-20)也有。相析(xi)(xi)出(chu)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)問題。耐熱(re)鋼(gang)(gang)在高溫(wen)使(shi)用過程中要考慮到長(chang)期高溫(wen)工作(zuo)時(shi)(shi)可(ke)能產生的(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)現(xian)象和高溫(wen)疲勞破壞。疲勞破壞一般由表層或者表面(mian)下(xia)某(mou)些缺陷形(xing)成裂紋,裂紋在交變載(zai)荷(he)作(zuo)用下(xia),逐漸擴(kuo)大,直至斷裂。


  不銹鋼(gang)(gang)的主要合金(jin)元素(su)對(dui)耐(nai)熱性(xing)能的影響(xiang)將在(zai)本(ben)章第4節予以介紹(shao)(表1-13)。表1-11列(lie)出了(le)幾種耐(nai)熱鋼(gang)(gang)適(shi)用溫度范圍(wei)及主要用途。


  在較低溫度(du)下,疲勞裂紋(wen)是(shi)穿晶的(de),而在高溫下的(de)疲勞裂紋(wen)是(shi)沿晶間發展的(de)。


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