1. 馬(ma)氏體型不銹鋼
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. 鐵素體型不(bu)銹(xiu)鋼
幾(ji)種(zhong)鐵(tie)素體型不銹鋼鋼種(zhong)的高溫抗拉特性，如圖(tu)(tu)4-8所示(shi)。從12Cr13（410），06Cr13Al（405），10Cr17（430），16Cr25N（446）的數據可(ke)以看出，其高溫抗拉強(qiang)度從400～450℃開始急劇下降。如果到700～800℃時(shi)，它們(men)的抗拉強(qiang)度差別幾(ji)乎就沒有了。圖(tu)(tu)4-9是幾(ji)種(zhong)不銹鋼蠕(ru)變破壞強(qiang)度示(shi)意(yi)圖(tu)(tu)。
鐵素體(ti)系列(lie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)在高溫(wen)中使用時，會引起脆性，其高溫(wen)的(de)蠕變強度非常低。還(huan)有在870℃以上(shang)的(de)溫(wen)度下，結晶粒(li)度顯著地粗大化，變得非常脆。因此，一般不(bu)會選用鐵素體(ti)系列(lie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)制(zhi)造有高溫(wen)強度要求(qiu)的(de)機(ji)械(xie)零部(bu)件。
3. 奧(ao)氏(shi)體型不銹(xiu)鋼(gang)
在奧氏體型鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中，加入了大量(liang)的Ni和(he)(he)Mn。特別是Ni大量(liang)加入鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中后(hou)(hou)，對提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)有(you)好處，它可以(yi)(yi)減少FeO層的厚度，而Mn則對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)不利。含錳高(gao)(gao)的鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)和(he)(he)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)結合得不夠牢固，冷卻時氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)極容易崩落。另外(wai)，W和(he)(he)Mo加入鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中后(hou)(hou)，會使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)能降低(di)，特別是在800℃以(yi)(yi)上時，由于Mo和(he)(he)W的氧(yang)化(hua)(hua)物MoO3和(he)(he)WO3揮發(fa)性(xing)極大，因而使材料(liao)失重(zhong)劇烈。少量(liang)堿(jian)土金(jin)屬(shu)或稀土金(jin)屬(shu)加入鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中，可提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)能，特別是在高(gao)(gao)于1000℃時相當有(you)效(xiao)。因為在高(gao)(gao)溫下，耐熱材料(liao)的破(po)壞主要是晶(jing)界(jie)優先氧(yang)化(hua)(hua)所造成的，而加入少量(liang)堿(jian)土金(jin)屬(shu)或稀土金(jin)屬(shu)后(hou)(hou)，晶(jing)界(jie)優先氧(yang)化(hua)(hua)的現象(xiang)幾乎可以(yi)(yi)完全(quan)消失。
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。
奧氏體(ti)型不(bu)銹鋼的蠕(ru)(ru)變(bian)強度(du)(du)（1％/105 h），如圖4-10所示。在600℃ 附(fu)近，06Cr18Nil1Nb（347）的蠕(ru)(ru)變(bian)強度(du)(du)最高(gao)，06Cr17Ni12Mo2（316），06Cr18Ni11Ti（321）次(ci)之(zhi)。特別是06Cr18Nil1Nb（347）的蠕(ru)(ru)變(bian)強度(du)(du)要比06Cr19Ni9（304）大(da)約高(gao)2倍。到(dao)800℃附(fu)近時，它們蠕(ru)(ru)變(bian)強度(du)(du)差別就沒有了(le)。因此，奧氏體(ti)型不(bu)銹鋼作(zuo)為鍋爐、石(shi)油(you)化學工業設備等主力材料得(de)到(dao)廣泛應用。耐熱鋼適用工作(zuo)溫度(du)(du)范圍見表4-2。
奧氏(shi)體型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)，有(you)高錳(meng)的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。添加(jia)錳(meng)用以(yi)代替(ti)一部分鎳，作為(wei)節鎳型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you) 12Cr17Mn6Ni5（201）或12Cr18Mn9Ni5N（202）。這些(xie)材(cai)料的蠕變破壞強度，在650～750℃比(bi)06Cr19Ni10（304）優越，但其焊接性(xing)較差，在使用時必須注意。
4. 析出硬化型不銹鋼(gang)
析出硬化(hua)型(xing)不銹鋼，在(zai)常溫(wen)以及500℃以下，是強(qiang)度較高(gao)的材料。05Cr17Ni4Cu4Nb（630）是低C馬氏(shi)體基體中析出Cu、Nb等的金屬間化(hua)合物使其(qi)硬化(hua)的鋼種。其(qi)高(gao)溫(wen)強(qiang)度到(dao)450℃仍然是很優越的。如(ru)超過此溫(wen)度，其(qi)強(qiang)度就會急(ji)劇下降(jiang)。
幾種常用耐(nai)熱(re)不銹鋼的用途(tu)，見(jian)表4-3。
07Cr17Ni7Al（631）中添加Al，借助(zhu)于在馬氏(shi)體基體中析(xi)出含有微細的(de)Al金屬間(jian)化合(he)物而被(bei)強化。在200～450℃，因具(ju)有良好的(de)高溫特性(xing)，是(shi)飛機制造常用的(de)材料。
5. 其他高溫材料
不銹鋼作為高(gao)(gao)溫(wen)(wen)材(cai)料(liao)(liao)，其(qi)使(shi)用溫(wen)(wen)度可高(gao)(gao)達到(dao)900℃，如若(ruo)超過這個溫(wen)(wen)度就要選用Ni基、Co基和(he)Mo基合金(jin)等其(qi)他高(gao)(gao)溫(wen)(wen)材(cai)料(liao)(liao)。
