1. 馬氏體型不銹鋼
馬氏體型不銹鋼的代表鋼種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)素體型(xing)不銹鋼(gang)
幾種鐵素體型不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)種的高溫(wen)抗拉(la)特性(xing)，如圖4-8所示。從12Cr13（410），06Cr13Al（405），10Cr17（430），16Cr25N（446）的數據(ju)可以看出(chu)，其(qi)高溫(wen)抗拉(la)強(qiang)度(du)從400～450℃開始(shi)急劇(ju)下降。如果(guo)到700～800℃時，它們的抗拉(la)強(qiang)度(du)差別(bie)幾乎就沒有(you)了。圖4-9是幾種不(bu)銹鋼(gang)蠕(ru)變破壞強(qiang)度(du)示意(yi)圖。
鐵素體系(xi)列不銹(xiu)鋼在(zai)高溫(wen)中使用(yong)時，會(hui)引起脆性，其高溫(wen)的(de)蠕變(bian)強度非常低。還有(you)在(zai)870℃以上的(de)溫(wen)度下，結晶粒度顯著地粗大(da)化(hua)，變(bian)得非常脆。因此，一般不會(hui)選用(yong)鐵素體系(xi)列不銹(xiu)鋼制造有(you)高溫(wen)強度要求的(de)機械零部(bu)件。
3. 奧氏體(ti)型不(bu)銹鋼
在(zai)奧(ao)氏體型鋼(gang)中，加(jia)入了大量(liang)的(de)(de)Ni和Mn。特(te)(te)別(bie)(bie)是Ni大量(liang)加(jia)入鋼(gang)中后(hou)，對(dui)提高(gao)(gao)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)氧化(hua)(hua)性有好處，它可(ke)以(yi)減少FeO層的(de)(de)厚度，而Mn則對(dui)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)氧化(hua)(hua)性不利。含錳高(gao)(gao)的(de)(de)鋼(gang)，氧化(hua)(hua)膜和鋼(gang)結合得不夠牢固，冷卻(que)時(shi)氧化(hua)(hua)膜極容易崩落。另外，W和Mo加(jia)入鋼(gang)中后(hou)，會使鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)氧化(hua)(hua)性能降(jiang)低，特(te)(te)別(bie)(bie)是在(zai)800℃以(yi)上時(shi)，由于Mo和W的(de)(de)氧化(hua)(hua)物(wu)MoO3和WO3揮(hui)發(fa)性極大，因而使材料失(shi)重劇烈。少量(liang)堿(jian)土金(jin)(jin)屬(shu)或稀(xi)土金(jin)(jin)屬(shu)加(jia)入鋼(gang)中，可(ke)提高(gao)(gao)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)氧化(hua)(hua)性能，特(te)(te)別(bie)(bie)是在(zai)高(gao)(gao)于1000℃時(shi)相(xiang)當有效。因為(wei)在(zai)高(gao)(gao)溫下，耐熱材料的(de)(de)破壞主(zhu)要是晶界優先氧化(hua)(hua)所(suo)造(zao)成的(de)(de)，而加(jia)入少量(liang)堿(jian)土金(jin)(jin)屬(shu)或稀(xi)土金(jin)(jin)屬(shu)后(hou)，晶界優先氧化(hua)(hua)的(de)(de)現(xian)象幾乎可(ke)以(yi)完(wan)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)體型不銹鋼(gang)的(de)(de)蠕(ru)變強(qiang)度(du)（1％/105 h），如圖(tu)4-10所示(shi)。在600℃ 附近，06Cr18Nil1Nb（347）的(de)(de)蠕(ru)變強(qiang)度(du)最(zui)高，06Cr17Ni12Mo2（316），06Cr18Ni11Ti（321）次之。特(te)別(bie)是06Cr18Nil1Nb（347）的(de)(de)蠕(ru)變強(qiang)度(du)要比06Cr19Ni9（304）大約(yue)高2倍。到(dao)800℃附近時(shi)，它們蠕(ru)變強(qiang)度(du)差(cha)別(bie)就沒有了。因此，奧氏(shi)體型不銹鋼(gang)作為鍋爐、石油化學工業設備等主力材料得(de)到(dao)廣(guang)泛應用(yong)。耐熱(re)鋼(gang)適用(yong)工作溫度(du)范(fan)圍見(jian)表4-2。
奧氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)鋼中，有(you)高錳的不(bu)銹(xiu)鋼。添加(jia)錳用以代替一部(bu)分(fen)鎳，作為節鎳型不(bu)銹(xiu)鋼有(you) 12Cr17Mn6Ni5（201）或(huo)12Cr18Mn9Ni5N（202）。這些材料的蠕變破壞(huai)強度，在650～750℃比06Cr19Ni10（304）優越，但其焊(han)接性(xing)較差，在使(shi)用時必(bi)須(xu)注意(yi)。
4. 析出硬(ying)化型(xing)不銹(xiu)鋼
析出硬化(hua)(hua)型(xing)不(bu)銹鋼，在常溫(wen)以(yi)(yi)及500℃以(yi)(yi)下，是(shi)強度(du)較高(gao)(gao)的材料。05Cr17Ni4Cu4Nb（630）是(shi)低C馬(ma)氏體(ti)(ti)基體(ti)(ti)中析出Cu、Nb等的金屬間化(hua)(hua)合物使其(qi)硬化(hua)(hua)的鋼種。其(qi)高(gao)(gao)溫(wen)強度(du)到(dao)450℃仍然是(shi)很優越(yue)的。如(ru)超(chao)過此(ci)溫(wen)度(du)，其(qi)強度(du)就會急劇下降。
幾(ji)種常用耐熱不銹鋼的用途，見表4-3。
07Cr17Ni7Al（631）中添加Al，借(jie)助于在(zai)馬氏體基體中析出含有微細的(de)Al金屬(shu)間(jian)化(hua)合物而被強化(hua)。在(zai)200～450℃，因(yin)具有良好(hao)的(de)高(gao)溫(wen)特性，是飛機制(zhi)造常用的(de)材料。
5. 其他高溫材料
不銹鋼作為高(gao)溫材料，其(qi)(qi)使用溫度(du)可高(gao)達到900℃，如若超過這個溫度(du)就要選用Ni基(ji)(ji)、Co基(ji)(ji)和Mo基(ji)(ji)合金等其(qi)(qi)他(ta)高(gao)溫材料。
