1. 馬氏體型不銹鋼
馬氏體型不銹鋼(gang)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(su)體型不(bu)銹(xiu)鋼
幾(ji)(ji)種鐵(tie)素體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)種的(de)(de)高溫(wen)抗(kang)拉(la)特性，如圖(tu)4-8所示。從(cong)12Cr13（410），06Cr13Al（405），10Cr17（430），16Cr25N（446）的(de)(de)數據(ju)可以(yi)看出，其高溫(wen)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)(du)從(cong)400～450℃開始急劇下降。如果到700～800℃時，它們的(de)(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)(du)差別(bie)幾(ji)(ji)乎就(jiu)沒有了。圖(tu)4-9是幾(ji)(ji)種不銹(xiu)鋼(gang)蠕變破(po)壞(huai)強(qiang)(qiang)度(du)(du)示意圖(tu)。
鐵素體(ti)系(xi)列不(bu)銹鋼(gang)(gang)在高(gao)溫(wen)中(zhong)使用(yong)時，會(hui)(hui)引(yin)起脆性(xing)，其高(gao)溫(wen)的蠕變強度(du)非(fei)常低。還有(you)在870℃以上的溫(wen)度(du)下，結(jie)晶粒度(du)顯著(zhu)地(di)粗大化(hua)，變得非(fei)常脆。因此，一般(ban)不(bu)會(hui)(hui)選用(yong)鐵素體(ti)系(xi)列不(bu)銹鋼(gang)(gang)制造有(you)高(gao)溫(wen)強度(du)要求的機械零部件。
3. 奧氏體型不銹鋼
在(zai)(zai)奧氏體型鋼(gang)中，加(jia)入了(le)大(da)量的(de)(de)Ni和(he)(he)Mn。特(te)別(bie)是(shi)Ni大(da)量加(jia)入鋼(gang)中后(hou)，對(dui)提高(gao)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)有好處，它可(ke)以(yi)減少FeO層的(de)(de)厚度(du)，而(er)Mn則對(dui)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)不利。含錳高(gao)的(de)(de)鋼(gang)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)膜和(he)(he)鋼(gang)結合(he)得(de)不夠牢固，冷卻時(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)膜極容易(yi)崩落。另(ling)外，W和(he)(he)Mo加(jia)入鋼(gang)中后(hou)，會使(shi)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)能降低，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)(zai)800℃以(yi)上時(shi)，由于Mo和(he)(he)W的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)MoO3和(he)(he)WO3揮發性(xing)極大(da)，因而(er)使(shi)材料失重劇烈(lie)。少量堿(jian)土金(jin)屬或稀土金(jin)屬加(jia)入鋼(gang)中，可(ke)提高(gao)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)能，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)(zai)高(gao)于1000℃時(shi)相(xiang)當有效。因為在(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)，耐熱材料的(de)(de)破壞主要(yao)是(shi)晶界(jie)優(you)先氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)所造成的(de)(de)，而(er)加(jia)入少量堿(jian)土金(jin)屬或稀土金(jin)屬后(hou)，晶界(jie)優(you)先氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)現(xian)象幾乎可(ke)以(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。
奧氏體型(xing)不銹(xiu)鋼的(de)蠕(ru)變(bian)強(qiang)度(du)(du)（1％/105 h），如圖4-10所示。在600℃ 附近(jin)，06Cr18Nil1Nb（347）的(de)蠕(ru)變(bian)強(qiang)度(du)(du)最高，06Cr17Ni12Mo2（316），06Cr18Ni11Ti（321）次之(zhi)。特別是06Cr18Nil1Nb（347）的(de)蠕(ru)變(bian)強(qiang)度(du)(du)要比06Cr19Ni9（304）大約高2倍。到800℃附近(jin)時，它們蠕(ru)變(bian)強(qiang)度(du)(du)差(cha)別就沒有了。因此，奧氏體型(xing)不銹(xiu)鋼作為鍋爐、石油化(hua)學(xue)工(gong)業設備等主(zhu)力材料(liao)得(de)到廣泛應用。耐熱鋼適用工(gong)作溫度(du)(du)范圍見(jian)表4-2。
奧氏體型不銹(xiu)鋼中(zhong)，有(you)(you)高錳的不銹(xiu)鋼。添(tian)加(jia)錳用(yong)以代替一部(bu)分鎳，作(zuo)為節(jie)鎳型不銹(xiu)鋼有(you)(you) 12Cr17Mn6Ni5（201）或12Cr18Mn9Ni5N（202）。這些(xie)材料的蠕變(bian)破壞強度，在(zai)650～750℃比06Cr19Ni10（304）優越(yue)，但其焊接性較差，在(zai)使用(yong)時必須注意。
4. 析出硬化型不銹鋼
析(xi)(xi)出硬(ying)(ying)化型不銹鋼，在(zai)常溫以及500℃以下，是強(qiang)度(du)較高(gao)(gao)的(de)材料。05Cr17Ni4Cu4Nb（630）是低C馬氏體(ti)(ti)基體(ti)(ti)中析(xi)(xi)出Cu、Nb等的(de)金屬間化合物使其(qi)硬(ying)(ying)化的(de)鋼種(zhong)。其(qi)高(gao)(gao)溫強(qiang)度(du)到(dao)450℃仍然是很優越的(de)。如超過此(ci)溫度(du)，其(qi)強(qiang)度(du)就會急劇下降。
幾種常用耐熱不銹鋼的用途(tu)，見表4-3。
07Cr17Ni7Al（631）中添加Al，借助(zhu)于(yu)在馬氏體基體中析出含有(you)微細的(de)(de)Al金屬(shu)間化合物(wu)而被(bei)強(qiang)化。在200～450℃，因(yin)具有(you)良好的(de)(de)高(gao)溫特性(xing)，是(shi)飛機制(zhi)造常(chang)用的(de)(de)材料。
5. 其他高溫(wen)材料
不(bu)銹(xiu)鋼作為(wei)高溫(wen)材料，其(qi)使用溫(wen)度可高達(da)到900℃，如若超過這個(ge)溫(wen)度就要選用Ni基(ji)(ji)、Co基(ji)(ji)和(he)Mo基(ji)(ji)合金等其(qi)他高溫(wen)材料。
