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(shi)體不(bu)銹鋼,它們具有下列特點。


 ①. 保(bao)證(zheng)抗氧(yang)化(hua)(hua)性能需較高含鉻量以形成致密氧(yang)化(hua)(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(bao)證(zheng)熱(re)強要求的措施


   a. 增Ni以得到穩定的奧氏體組織,利用Mo、W固溶(rong)強化,提高原(yuan)子間結合力(li)。但加Mo對抗氧化性(xing)不(bu)利。


   b. 形成(cheng)碳化物(wu)(MC、M23C6)為(wei)主(zhu)的(de)第二相(xiang),為(wei)此應(ying)適當提高含碳量。


   c. 加入(ru)微量硼或稀土等以控(kong)制晶粒(li)度(du)并強化晶界(jie),如(ru)耐熱奧氏體不(bu)銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。


 ③. 高溫脆化問題(ti)


    耐(nai)熱不銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)熱加工或高(gao)(gao)溫下(xia)長(chang)期工作(zuo)時會產生各(ge)種脆化(hua)(hua)現(xian)象(xiang),如(ru)(ru)06Cr13(0Cr13)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)550℃左右的(de)(de)回火(huo)脆性,高(gao)(gao)鉻鐵素體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)晶粒長(chang)大脆化(hua)(hua),奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)沿晶界析(xi)出(chu)碳化(hua)(hua)物造成的(de)(de)脆化(hua)(hua)以及鐵素體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)475℃脆性、850℃附近的(de)(de)。相析(xi)出(chu)脆化(hua)(hua),甚(shen)至高(gao)(gao)Cr-Ni奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(如(ru)(ru)25-20)也(ye)有(you)。相析(xi)出(chu)脆化(hua)(hua)問題。耐(nai)熱鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)高(gao)(gao)溫使用過程(cheng)中要考慮到長(chang)期高(gao)(gao)溫工作(zuo)時可能產生的(de)(de)脆化(hua)(hua)現(xian)象(xiang)和高(gao)(gao)溫疲勞破(po)壞。疲勞破(po)壞一般由(you)表層或者表面下(xia)某些缺(que)陷形成裂(lie)(lie)紋,裂(lie)(lie)紋在(zai)交變(bian)載(zai)荷作(zuo)用下(xia),逐漸擴大,直至斷裂(lie)(lie)。


  不(bu)銹鋼的主(zhu)(zhu)要合金元素對耐(nai)熱(re)性能的影(ying)響將在本章(zhang)第4節予以(yi)介紹(shao)(表1-13)。表1-11列出了幾種耐(nai)熱(re)鋼適用(yong)溫度范(fan)圍(wei)及主(zhu)(zhu)要用(yong)途。


  在(zai)較低溫度下,疲勞(lao)裂紋是(shi)穿晶的(de)(de),而在(zai)高溫下的(de)(de)疲勞(lao)裂紋是(shi)沿晶間發展(zhan)的(de)(de)。


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