在合成氨、甲醇、城市煤氣和直接還原煉鋼工廠的蒸汽轉化爐中，廣泛地采用鑄造耐熱不銹鋼(gang)爐管作為觸煤管。此外，在乙烯裝置中的裂解管也應用它。這類爐管與鍋爐等工業使用的爐管相比，工作溫度通常較高，同時所輸送化工介質的流體在工作溫度下，具有較大的化學活性，因而對耐蝕性有一定要求。因此，不能單純從強度方面來選材。
鑄造耐熱不銹鋼爐管是用離心鑄造或用電渣熔鑄的方法制成的。鑄成的爐管可直接使用，也可在鑄造爐管內壁表面進行機械加工后使用。常用鑄造爐管的化學成分及力學性能見表4-62和表4-63。其中，HK-40爐管應用歷史較長，應用范圍較廣，本文著重進行介紹。
HK-40鑄造爐管的組織是由奧氏體與初次碳化物M7C3的共晶物組成，屬于含共晶體的奧氏體耐熱鋼。骨架狀共晶碳化物使鋼材的高溫蠕變強度比純奧氏體鋼提高了許多。鋼管在高溫條件下工作時，會發生時效，在奧氏體晶內逐步析出二次碳化物（M23C6）微粒；初次碳化物也會逐步變化為Cr23C6。這些分散的二次碳化物顆粒可大大
提高奧(ao)氏(shi)體晶體的(de)高溫強(qiang)度。但(dan)是在高溫下長時(shi)間工作(zuo)，二(er)次碳化物會(hui)逐(zhu)(zhu)步由增多轉(zhuan)為聚集長大，即發生(sheng)過時(shi)效，此時(shi)鋼(gang)(gang)的(de)強(qiang)度逐(zhu)(zhu)步下降。另外(wai)，當工作(zuo)溫度低于900℃在650℃以(yi)上(shang)長期工作(zuo)，鋼(gang)(gang)中會(hui)有σ 相(xiang)析出。
HK-40爐(lu)(lu)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)主(zhu)要化(hua)學(xue)成(cheng)分有(you)鉻(ge)、鎳(nie)、碳(tan)(tan)(tan)等。其中鉻(ge)元素大部分成(cheng)為(wei)固(gu)溶元素，另(ling)一部分則與(yu)碳(tan)(tan)(tan)形成(cheng)鉻(ge)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物，使合金具有(you)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)耐熱(re)性(xing)和(he)(he)較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)蠕(ru)變斷裂(lie)強(qiang)度(du)。良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)耐熱(re)性(xing)是(shi)由(you)于(yu)(yu)鉻(ge)元素使爐(lu)(lu)管(guan)(guan)表面形成(cheng)一層致(zhi)密的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)膜，從而使爐(lu)(lu)管(guan)(guan)具有(you)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)抗氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)和(he)(he)一定的(de)(de)(de)抗滲碳(tan)(tan)(tan)能(neng)(neng)力。同(tong)時(shi)與(yu)奧氏(shi)體型不銹(xiu)鋼一樣，在氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)介(jie)質和(he)(he)某些還原(yuan)介(jie)質中，由(you)于(yu)(yu)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)的(de)(de)(de)共同(tong)作用(yong)，這種爐(lu)(lu)管(guan)(guan)具有(you)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)。鎳(nie)主(zhu)要起穩(wen)定奧氏(shi)體的(de)(de)(de)作用(yong)，并能(neng)(neng)提高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)強(qiang)度(du)、高(gao)(gao)(gao)溫(wen)韌性(xing)以及(ji)抗滲碳(tan)(tan)(tan)作用(yong)。碳(tan)(tan)(tan)與(yu)鉻(ge)作用(yong)可顯(xian)著地提高(gao)(gao)(gao)HK-40爐(lu)(lu)管(guan)(guan)蠕(ru)變斷裂(lie)強(qiang)度(du)。為(wei)防止鋼材過早過快(kuai)發(fa)生σ相(xiang)脆化(hua)，w（C）不宜低于(yu)(yu)0.38％。有(you)時(shi)，為(wei)了提高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)管(guan)(guan)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)抗滲碳(tan)(tan)(tan)能(neng)(neng)力，要將爐(lu)(lu)管(guan)(guan)中硅的(de)(de)(de)質量(liang)分數提高(gao)(gao)(gao)到(dao)1.8％，此時(shi)應(ying)當同(tong)時(shi)提高(gao)(gao)(gao)鋼材中碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)質量(liang)分數，達(da)到(dao)0.5％，以抑制由(you)硅的(de)(de)(de)含量(liang)增加而出現大量(liang)微裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)傾向(xiang)，從而提高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)焊(han)接性(xing)。應(ying)當注意到(dao)，較早期裂(lie)解爐(lu)(lu)所(suo)用(yong)HK-40鋼爐(lu)(lu)管(guan)(guan)，其硅含量(liang)較高(gao)(gao)(gao)，有(you)的(de)(de)(de)w（Si）高(gao)(gao)(gao)達(da)2％以上，這是(shi)因(yin)為(wei)爐(lu)(lu)管(guan)(guan)工(gong)作溫(wen)度(du)高(gao)(gao)(gao)于(yu)(yu)900℃時(shi)的(de)(de)(de)主(zhu)要矛盾是(shi)耐滲碳(tan)(tan)(tan)和(he)(he)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)強(qiang)度(du)而不是(shi)σ相(xiang)脆化(hua)。
HP系(xi)(xi)列鑄造耐熱不銹鋼爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)(guan)可以(yi)看作是(shi)在(zai)(zai)HK系(xi)(xi)列基(ji)礎上發展起來的(de)(de)(de)(de)(de)，其(qi)主要(yao)(yao)化學成分的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)分數（％）為(wei)(wei)(wei)：25Cr和35Ni。其(qi)中鎳的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)分數比(bi)HK-40提(ti)(ti)高(gao)(gao)了(le)15％，以(yi)適應乙烯(xi)裂(lie)解(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)高(gao)(gao)溫區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao)(yao)，且增強(qiang)了(le)爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)耐滲碳(tan)和抗(kang)氧化能(neng)力(li)；另一方面由(you)于鎳含量(liang)增加(jia)，減少了(le)碳(tan)在(zai)(zai)奧(ao)氏體中的(de)(de)(de)(de)(de)溶解(jie)(jie)度(du)(du)，在(zai)(zai)碳(tan)含量(liang)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，HP系(xi)(xi)列比(bi)HK-40爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)共晶碳(tan)化物多(duo)，從而提(ti)(ti)高(gao)(gao)了(le)蠕(ru)變斷裂(lie)強(qiang)度(du)(du)和高(gao)(gao)溫塑性。在(zai)(zai)HP系(xi)(xi)列爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)(guan)中，添(tian)加(jia)鎢(wu)、鉬(mu)合(he)金元素主要(yao)(yao)是(shi)為(wei)(wei)(wei)了(le)提(ti)(ti)高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)滲碳(tan)能(neng)力(li)。特別是(shi)鈦和鈮的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)加(jia)人，效果(guo)最佳。當（Ti＋Nb）／C原(yuan)子質量(liang)分數為(wei)(wei)(wei)0.5％時或(huo)者(zhe)Ti／（Ti＋Nb）原(yuan)子質量(liang)分數在(zai)(zai)0.5％左右時，此時的(de)(de)(de)(de)(de)蠕(ru)變斷裂(lie)強(qiang)度(du)(du)達(da)到(dao)最高(gao)(gao)值，伸(shen)長率為(wei)(wei)(wei)20％～30％，高(gao)(gao)溫韌性也(ye)得(de)到(dao)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)(gao)。由(you)于HP-Nb鋼的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫強(qiang)度(du)(du)（尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)(zai)800～900℃以(yi)上溫度(du)(du)區(qu)）比(bi)HK-40高(gao)(gao)得(de)多(duo)，所以(yi)在(zai)(zai)同(tong)等工作條件下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)(guan)壁(bi)厚可減薄約1/3，因此，這種爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)(guan)既能(neng)節省(sheng)能(neng)源又能(neng)節省(sheng)鋼材(cai)。HP系(xi)(xi)列鋼材(cai)，在(zai)(zai)許多(duo)領(ling)域(yu)取代了(le)原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)HK-40，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)(zai)乙烯(xi)裂(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)(lu)中得(de)到(dao)較(jiao)為(wei)(wei)(wei)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)。
