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)氏體不銹(xiu)鋼,它們具有下列特點。


 ①. 保證抗氧(yang)化性能需較高含鉻量以形成致密(mi)氧(yang)化膜(mo)


    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. 保證熱強要求的措施


   a. 增Ni以得到穩定的奧(ao)氏體組(zu)織,利用Mo、W固溶(rong)強化,提(ti)高原(yuan)子間結合力。但加Mo對抗氧(yang)化性不利。


   b. 形成碳化物(MC、M23C6)為主的第二相,為此(ci)應適當提高含碳量。


   c. 加入微(wei)量硼或稀土等以(yi)控制晶粒度并強化晶界,如耐(nai)熱奧氏體不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。


 ③. 高溫脆化問題


    耐熱(re)不銹鋼(gang)在熱(re)加工(gong)或高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)時會(hui)產生各種脆(cui)(cui)化(hua)現象(xiang),如06Cr13(0Cr13)鋼(gang)在550℃左右(you)的(de)回(hui)火脆(cui)(cui)性,高(gao)(gao)(gao)鉻鐵素體(ti)鋼(gang)的(de)晶粒長(chang)大脆(cui)(cui)化(hua),奧氏體(ti)鋼(gang)沿晶界(jie)析(xi)出碳化(hua)物(wu)造成的(de)脆(cui)(cui)化(hua)以及(ji)鐵素體(ti)鋼(gang)的(de)475℃脆(cui)(cui)性、850℃附近的(de)。相(xiang)析(xi)出脆(cui)(cui)化(hua),甚至高(gao)(gao)(gao)Cr-Ni奧氏體(ti)鋼(gang)(如25-20)也有。相(xiang)析(xi)出脆(cui)(cui)化(hua)問題。耐熱(re)鋼(gang)在高(gao)(gao)(gao)溫(wen)使用過程中要考慮到長(chang)期(qi)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)工(gong)作(zuo)時可能產生的(de)脆(cui)(cui)化(hua)現象(xiang)和高(gao)(gao)(gao)溫(wen)疲勞破(po)壞(huai)。疲勞破(po)壞(huai)一般由表(biao)層(ceng)或者表(biao)面下某些缺陷形成裂紋,裂紋在交(jiao)變載荷作(zuo)用下,逐漸擴大,直至斷裂。


  不銹鋼的(de)主(zhu)要合(he)金元素(su)對耐熱性能(neng)的(de)影響將在本(ben)章第4節予以介紹(表(biao)1-13)。表(biao)1-11列出了(le)幾(ji)種(zhong)耐熱鋼適用溫度范圍及主(zhu)要用途。


  在較低(di)溫度(du)下,疲勞裂紋是穿晶的,而在高溫下的疲勞裂紋是沿晶間發展的。


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