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(bu)銹鋼(gang)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、馬氏體和奧氏體不(bu)銹鋼,它們具有下列特點。


 ①. 保(bao)證抗(kang)氧化(hua)(hua)性能需較高(gao)含鉻量以形成致密氧化(hua)(hua)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(bao)證熱強要求的措施


   a. 增Ni以(yi)得到穩定(ding)的奧氏體組織,利(li)用Mo、W固溶強化,提高原子間結合力。但加Mo對抗氧化性不利(li)。


   b. 形成碳(tan)化(hua)物(MC、M23C6)為主的第二(er)相,為此應適當提高含碳(tan)量(liang)。


   c. 加入微量硼或稀土等以控制晶(jing)粒度并強化(hua)晶(jing)界(jie),如耐(nai)熱奧氏體不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。


 ③. 高溫脆化問(wen)題


    耐(nai)熱不銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)熱加工或高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下(xia)長期工作時會產生各種脆(cui)化現象,如06Cr13(0Cr13)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)550℃左右的(de)回(hui)火脆(cui)性(xing),高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)鐵素體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)晶粒長大(da)脆(cui)化,奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)沿晶界析(xi)出碳化物(wu)造成(cheng)的(de)脆(cui)化以及鐵素體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)475℃脆(cui)性(xing)、850℃附近的(de)。相析(xi)出脆(cui)化,甚至高(gao)(gao)(gao)Cr-Ni奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(如25-20)也有。相析(xi)出脆(cui)化問題。耐(nai)熱鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)使用過(guo)程中要考慮到長期高(gao)(gao)(gao)溫(wen)工作時可能(neng)產生的(de)脆(cui)化現象和高(gao)(gao)(gao)溫(wen)疲(pi)勞破壞(huai)。疲(pi)勞破壞(huai)一般由表層(ceng)或者表面下(xia)某些缺陷形成(cheng)裂紋,裂紋在(zai)交變載荷作用下(xia),逐漸擴大(da),直至斷裂。


  不(bu)銹鋼的主要(yao)合金(jin)元(yuan)素對耐(nai)熱性能的影響將(jiang)在本章第(di)4節予以(yi)介紹(表(biao)1-13)。表(biao)1-11列(lie)出了幾種(zhong)耐(nai)熱鋼適用(yong)溫度范圍及(ji)主要(yao)用(yong)途。


  在較低溫(wen)度下,疲(pi)勞裂(lie)紋是穿晶的(de),而在高(gao)溫(wen)下的(de)疲(pi)勞裂(lie)紋是沿晶間發展的(de)。


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