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)。不銹鋼除了不生銹外,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(shi)體不銹(xiu)鋼,它們具有下列特點。


 ①. 保證抗氧(yang)化性能需較(jiao)高含(han)鉻量以形成(cheng)致密(mi)氧(yang)化膜


    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. 保證熱(re)強要求的措施


   a. 增Ni以(yi)得到(dao)穩定(ding)的奧氏(shi)體組織,利(li)(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)(li)。


   b. 形成碳化物(MC、M23C6)為主的第二相,為此(ci)應適當提高含碳量(liang)。


   c. 加入微(wei)量硼(peng)或(huo)稀土等以控制晶(jing)粒度并強(qiang)化晶(jing)界(jie),如耐熱(re)奧氏體不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。


 ③. 高(gao)溫脆化問(wen)題(ti)


    耐熱(re)不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)熱(re)加工或高(gao)溫下長期(qi)工作(zuo)時會產(chan)生(sheng)(sheng)各(ge)種脆化(hua)現象,如06Cr13(0Cr13)鋼在(zai)(zai)550℃左右的(de)(de)回火脆性,高(gao)鉻鐵(tie)素(su)體(ti)鋼的(de)(de)晶(jing)粒長大脆化(hua),奧氏體(ti)鋼沿(yan)晶(jing)界(jie)析出碳化(hua)物造成的(de)(de)脆化(hua)以及鐵(tie)素(su)體(ti)鋼的(de)(de)475℃脆性、850℃附近的(de)(de)。相析出脆化(hua),甚至高(gao)Cr-Ni奧氏體(ti)鋼(如25-20)也有。相析出脆化(hua)問題。耐熱(re)鋼在(zai)(zai)高(gao)溫使(shi)用過程中要考慮(lv)到長期(qi)高(gao)溫工作(zuo)時可能產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)脆化(hua)現象和高(gao)溫疲勞破(po)壞(huai)。疲勞破(po)壞(huai)一般由(you)表(biao)層或者表(biao)面下某(mou)些缺(que)陷形(xing)成裂紋,裂紋在(zai)(zai)交變載荷(he)作(zuo)用下,逐漸擴(kuo)大,直(zhi)至斷(duan)裂。


  不銹(xiu)鋼(gang)的(de)主(zhu)要合金元素對耐熱性(xing)能的(de)影響(xiang)將(jiang)在本章第(di)4節予以介(jie)紹(表1-13)。表1-11列出(chu)了幾種耐熱鋼(gang)適(shi)用溫度范圍及(ji)主(zhu)要用途。


  在較低(di)溫度下(xia),疲勞裂紋是穿晶(jing)的(de),而在高溫下(xia)的(de)疲勞裂紋是沿晶(jing)間發展的(de)。


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