1. 馬氏體型不銹鋼(gang)
馬氏體型不銹(xiu)鋼的代表鋼種12Cr13（410），作為汽輪機和螺釘等高溫材料，從很早以前就開始使用了。幾種鋼種的高溫抗拉特性如圖4-8所示。從數據上來看，12Cr不銹鋼大約到500℃仍具有較高的抗拉強度，但高于這個溫度時強度就會顯著地下降并發生各種脆化現象。所以在高溫使用時，必須注意。因此，對各種汽輪機葉片用材，如在12Cr不銹鋼中，添加Mo（鉬）、V（釩）、Nb（鈮）及W（鎢）等，以強化其高溫強度，形成使用溫度可達650℃的高溫馬氏體型不銹鋼。
汽輪機用鋼種，因為1500℃高溫熱處理使碳化物（Cr23C6，NbC等）在奧氏體基體中固溶后，再進行650～680℃回火。這些析出的碳化物可以顯著地提高其蠕變破壞強度。
2. 鐵(tie)素(su)體型不銹鋼
幾種(zhong)鐵(tie)素體型不(bu)銹鋼鋼種(zhong)的高溫(wen)抗(kang)(kang)(kang)拉(la)(la)特性(xing)，如圖(tu)4-8所示。從12Cr13（410），06Cr13Al（405），10Cr17（430），16Cr25N（446）的數據可以看出(chu)，其高溫(wen)抗(kang)(kang)(kang)拉(la)(la)強度(du)(du)從400～450℃開始(shi)急劇下降(jiang)。如果到700～800℃時，它們(men)的抗(kang)(kang)(kang)拉(la)(la)強度(du)(du)差別幾乎就沒有了(le)。圖(tu)4-9是幾種(zhong)不(bu)銹鋼蠕變破壞強度(du)(du)示意圖(tu)。
鐵(tie)素(su)體系(xi)列不(bu)銹鋼在高(gao)溫(wen)中使用(yong)時，會(hui)引起(qi)脆性(xing)，其高(gao)溫(wen)的(de)蠕變(bian)強度(du)非常低。還有(you)在870℃以上的(de)溫(wen)度(du)下，結晶(jing)粒度(du)顯著地粗大化，變(bian)得(de)非常脆。因此，一般不(bu)會(hui)選用(yong)鐵(tie)素(su)體系(xi)列不(bu)銹鋼制造有(you)高(gao)溫(wen)強度(du)要求的(de)機械零部件。
3. 奧氏體型不銹鋼
在(zai)(zai)奧氏體型鋼(gang)(gang)中，加(jia)(jia)入了大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)Ni和Mn。特別是(shi)(shi)Ni大(da)量(liang)(liang)加(jia)(jia)入鋼(gang)(gang)中后(hou)，對(dui)提高(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化性有好處，它可以(yi)減少(shao)FeO層(ceng)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度，而Mn則(ze)對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化性不利(li)。含錳高(gao)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)，氧(yang)化膜和鋼(gang)(gang)結合得不夠牢固，冷卻時(shi)氧(yang)化膜極(ji)容易崩落。另(ling)外，W和Mo加(jia)(jia)入鋼(gang)(gang)中后(hou)，會(hui)使(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化性能(neng)降(jiang)低，特別是(shi)(shi)在(zai)(zai)800℃以(yi)上(shang)時(shi)，由(you)于(yu)Mo和W的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物MoO3和WO3揮發性極(ji)大(da)，因而使(shi)材料失(shi)重劇(ju)烈。少(shao)量(liang)(liang)堿土(tu)金屬或(huo)稀(xi)土(tu)金屬加(jia)(jia)入鋼(gang)(gang)中，可提高(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化性能(neng)，特別是(shi)(shi)在(zai)(zai)高(gao)于(yu)1000℃時(shi)相當有效。因為在(zai)(zai)高(gao)溫下，耐(nai)熱(re)材料的(de)(de)(de)(de)破壞主要是(shi)(shi)晶界(jie)(jie)優先(xian)氧(yang)化所造成的(de)(de)(de)(de)，而加(jia)(jia)入少(shao)量(liang)(liang)堿土(tu)金屬或(huo)稀(xi)土(tu)金屬后(hou)，晶界(jie)(jie)優先(xian)氧(yang)化的(de)(de)(de)(de)現象幾乎可以(yi)完全消失(shi)。
在500℃以上，其他鋼種的強度會急劇下降，而奧氏體系列不銹鋼卻仍具有較高的強度。特別是因為它有良好的耐氧化性，所以適用于各種高溫工況下使用。在高溫下幾種鋼種的抗拉特性如圖4-8所示。從圖4-8中的數據可以看出，與06Cr19Ni10（304）相比較，06Cr17Ni12Mo2(316),06Cr18Ni11Nb (347),20Cr25Ni20(310)的高溫強度更高。因為奧氏體型不銹鋼是面心立方晶格，比體心立方晶格的鐵素體系列不銹鋼在600℃以上的高溫強度顯著優越。
奧氏體型不銹鋼的蠕變破壞強度（100000h）如圖4-9所示。06Cr17Ni12Mo2(316), 06Cr18Ni11Nb(347),06Cr18Ni11Ti(321)表現出優越的高溫特性。Mo可將奧氏體的基體進行強化，進一步形成碳化物，提高其高溫強度和蠕變斷裂強度。Nb，Ti等形成NbC和TiC等強力的碳化物，它們在奧氏體基體上析出，可以提升其高溫強度和蠕變斷裂強度。復合添加Mo，Nb，Ti等的奧氏體不銹鋼，其高溫特性更優越。
奧氏(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)的(de)蠕變(bian)強(qiang)度（1％/105 h），如圖4-10所(suo)示。在(zai)600℃ 附近，06Cr18Nil1Nb（347）的(de)蠕變(bian)強(qiang)度最高，06Cr17Ni12Mo2（316），06Cr18Ni11Ti（321）次之。特(te)別(bie)(bie)是06Cr18Nil1Nb（347）的(de)蠕變(bian)強(qiang)度要比06Cr19Ni9（304）大(da)約高2倍(bei)。到(dao)800℃附近時，它們(men)蠕變(bian)強(qiang)度差別(bie)(bie)就沒有了。因(yin)此，奧氏(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)作為鍋爐、石油化學(xue)工(gong)業設備等(deng)主力(li)材料(liao)得(de)到(dao)廣泛應用。耐熱鋼(gang)適用工(gong)作溫度范圍見表4-2。
奧(ao)氏體型(xing)不(bu)銹鋼中，有(you)(you)高錳(meng)的(de)不(bu)銹鋼。添(tian)加錳(meng)用以代替一(yi)部分鎳(nie)，作(zuo)為(wei)節(jie)鎳(nie)型(xing)不(bu)銹鋼有(you)(you) 12Cr17Mn6Ni5（201）或(huo)12Cr18Mn9Ni5N（202）。這些材(cai)料的(de)蠕變破壞強度(du)，在650～750℃比06Cr19Ni10（304）優越，但(dan)其焊接性較差(cha)，在使用時必須(xu)注(zhu)意。
4. 析出硬化型不銹鋼
析出硬(ying)化(hua)型不銹鋼，在常溫以(yi)(yi)及500℃以(yi)(yi)下，是強度(du)較(jiao)高的(de)材料。05Cr17Ni4Cu4Nb（630）是低C馬氏(shi)體基(ji)體中(zhong)析出Cu、Nb等的(de)金屬(shu)間(jian)化(hua)合物(wu)使其(qi)硬(ying)化(hua)的(de)鋼種。其(qi)高溫強度(du)到450℃仍然是很優越的(de)。如超過此溫度(du)，其(qi)強度(du)就會急(ji)劇下降。
幾種常(chang)用(yong)耐熱不銹鋼的用(yong)途，見表4-3。
07Cr17Ni7Al（631）中添加Al，借助(zhu)于在馬氏體基體中析出含(han)有微細的Al金(jin)屬間化(hua)合(he)物而被(bei)強化(hua)。在200～450℃，因具有良好(hao)的高溫特性(xing)，是飛機制造常用的材料。
5. 其他高溫材料
不銹鋼作為高(gao)溫(wen)(wen)材料，其使(shi)用溫(wen)(wen)度可高(gao)達(da)到900℃，如若(ruo)超(chao)過這(zhe)個溫(wen)(wen)度就要選(xuan)用Ni基(ji)、Co基(ji)和Mo基(ji)合金(jin)等其他高(gao)溫(wen)(wen)材料。
