1. 馬(ma)氏體型不銹鋼
馬氏體型不(bu)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. 鐵素體型不銹鋼
幾種(zhong)鐵素體型不(bu)銹鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)高溫抗拉(la)特性，如(ru)圖4-8所示(shi)。從(cong)12Cr13（410），06Cr13Al（405），10Cr17（430），16Cr25N（446）的(de)(de)數據可以看(kan)出，其高溫抗拉(la)強(qiang)度從(cong)400～450℃開(kai)始急劇下降。如(ru)果(guo)到700～800℃時，它們(men)的(de)(de)抗拉(la)強(qiang)度差別幾乎就沒有了。圖4-9是幾種(zhong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)蠕變破(po)壞(huai)強(qiang)度示(shi)意圖。
鐵素體系列(lie)不銹鋼在高溫(wen)中(zhong)使用(yong)時，會(hui)引(yin)起脆(cui)性，其高溫(wen)的蠕(ru)變強(qiang)度(du)(du)非(fei)常低。還(huan)有(you)(you)在870℃以上的溫(wen)度(du)(du)下，結(jie)晶(jing)粒度(du)(du)顯著(zhu)地粗大化，變得非(fei)常脆(cui)。因此(ci)，一般不會(hui)選用(yong)鐵素體系列(lie)不銹鋼制(zhi)造(zao)有(you)(you)高溫(wen)強(qiang)度(du)(du)要求(qiu)的機械零部件。
3. 奧(ao)氏體型不銹鋼
在奧氏體型(xing)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)，加(jia)入了大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)Ni和(he)(he)Mn。特別是(shi)(shi)(shi)Ni大量(liang)(liang)(liang)加(jia)入鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)后(hou)(hou)(hou)，對提高鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性有(you)好處，它可以(yi)減少FeO層的(de)(de)(de)(de)厚度，而Mn則(ze)對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性不利。含錳高的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)膜和(he)(he)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)合得不夠牢固，冷卻時氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)膜極(ji)容易崩落。另外，W和(he)(he)Mo加(jia)入鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)后(hou)(hou)(hou)，會使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性能降(jiang)低，特別是(shi)(shi)(shi)在800℃以(yi)上時，由于Mo和(he)(he)W的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物MoO3和(he)(he)WO3揮發性極(ji)大，因而使(shi)材料失重劇烈(lie)。少量(liang)(liang)(liang)堿土金(jin)屬(shu)或稀土金(jin)屬(shu)加(jia)入鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)，可提高鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性能，特別是(shi)(shi)(shi)在高于1000℃時相當有(you)效。因為在高溫下(xia)，耐(nai)熱(re)材料的(de)(de)(de)(de)破壞主(zhu)要是(shi)(shi)(shi)晶界優先氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)所(suo)造成的(de)(de)(de)(de)，而加(jia)入少量(liang)(liang)(liang)堿土金(jin)屬(shu)或稀土金(jin)屬(shu)后(hou)(hou)(hou)，晶界優先氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)幾乎可以(yi)完全消(xiao)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(ti)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)的(de)蠕變強(qiang)度(du)（1％/105 h），如圖(tu)4-10所示。在600℃ 附(fu)(fu)近，06Cr18Nil1Nb（347）的(de)蠕變強(qiang)度(du)最高(gao)，06Cr17Ni12Mo2（316），06Cr18Ni11Ti（321）次之。特別是06Cr18Nil1Nb（347）的(de)蠕變強(qiang)度(du)要比06Cr19Ni9（304）大(da)約(yue)高(gao)2倍。到800℃附(fu)(fu)近時，它們蠕變強(qiang)度(du)差別就沒有(you)了。因此，奧氏體(ti)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)作(zuo)為鍋爐、石油(you)化學工業設備等主力材(cai)料得到廣泛應用。耐熱鋼(gang)適用工作(zuo)溫度(du)范圍見表4-2。
奧(ao)氏體型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中，有(you)高(gao)錳的不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。添加錳用(yong)以代替(ti)一部分鎳，作為節鎳型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you) 12Cr17Mn6Ni5（201）或12Cr18Mn9Ni5N（202）。這(zhe)些材料(liao)的蠕變破壞強(qiang)度，在650～750℃比06Cr19Ni10（304）優越，但(dan)其焊(han)接性較差，在使用(yong)時(shi)必(bi)須注意。
4. 析出硬化型不銹鋼
析(xi)(xi)出硬化型不(bu)銹鋼，在常溫以(yi)及500℃以(yi)下，是(shi)強(qiang)度(du)較高的材料。05Cr17Ni4Cu4Nb（630）是(shi)低C馬氏體基體中析(xi)(xi)出Cu、Nb等的金屬間(jian)化合(he)物使其硬化的鋼種。其高溫強(qiang)度(du)到450℃仍然是(shi)很優越的。如(ru)超(chao)過此溫度(du)，其強(qiang)度(du)就(jiu)會(hui)急(ji)劇下降。
幾種常用(yong)耐熱不銹鋼的用(yong)途，見表4-3。
07Cr17Ni7Al（631）中(zhong)添加Al，借助于在馬(ma)氏體(ti)基(ji)體(ti)中(zhong)析出含有微細的(de)Al金屬間化合物(wu)而被(bei)強化。在200～450℃，因具有良好的(de)高(gao)溫特性(xing)，是飛機(ji)制(zhi)造常用的(de)材料(liao)。
5. 其他高溫材(cai)料
不銹(xiu)鋼作為高溫材料(liao)，其使(shi)用溫度(du)可高達到900℃，如若超(chao)過這個溫度(du)就要選用Ni基(ji)(ji)、Co基(ji)(ji)和Mo基(ji)(ji)合金等其他高溫材料(liao)。
