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(nai)熱鋼(gang)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(ao)氏(shi)體不銹鋼,它們具有下列特點。


 ①. 保(bao)證抗氧化(hua)性能需較(jiao)高含鉻量以(yi)形成(cheng)致密氧化(hua)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. 保證熱強(qiang)要求的(de)措施


   a. 增Ni以得到穩定的奧氏(shi)體(ti)組織,利用Mo、W固溶(rong)強化,提高(gao)原子間結(jie)合力。但加Mo對抗氧化性不利。


   b. 形成碳(tan)化物(MC、M23C6)為(wei)主的(de)第二相,為(wei)此應(ying)適當(dang)提(ti)高(gao)含碳(tan)量。


   c. 加(jia)入微(wei)量(liang)硼或稀土等(deng)以控制(zhi)晶粒度并強化晶界,如耐(nai)熱奧氏體不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。


 ③. 高溫脆化問題


    耐熱(re)不銹鋼(gang)在熱(re)加工(gong)或(huo)高(gao)溫下長期工(gong)作(zuo)時會產生(sheng)各種脆(cui)(cui)化(hua)現象,如06Cr13(0Cr13)鋼(gang)在550℃左右(you)的(de)(de)(de)回火脆(cui)(cui)性,高(gao)鉻鐵(tie)素(su)體(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)晶粒長大脆(cui)(cui)化(hua),奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)沿晶界析出碳化(hua)物造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)脆(cui)(cui)化(hua)以及鐵(tie)素(su)體(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)475℃脆(cui)(cui)性、850℃附(fu)近的(de)(de)(de)。相析出脆(cui)(cui)化(hua),甚至高(gao)Cr-Ni奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(如25-20)也(ye)有。相析出脆(cui)(cui)化(hua)問題。耐熱(re)鋼(gang)在高(gao)溫使用過(guo)程中要(yao)考慮到長期高(gao)溫工(gong)作(zuo)時可能(neng)產生(sheng)的(de)(de)(de)脆(cui)(cui)化(hua)現象和高(gao)溫疲勞破(po)壞。疲勞破(po)壞一(yi)般由(you)表層或(huo)者表面下某些缺陷形(xing)成(cheng)(cheng)裂紋,裂紋在交變載荷作(zuo)用下,逐漸擴大,直至斷裂。


  不(bu)銹鋼(gang)的(de)主(zhu)要合金元素對(dui)耐(nai)熱(re)性能的(de)影(ying)響將在本章第4節予以介紹(表1-13)。表1-11列出(chu)了幾種(zhong)耐(nai)熱(re)鋼(gang)適(shi)用溫度范(fan)圍及主(zhu)要用途(tu)。


  在較低溫度下,疲(pi)勞(lao)裂(lie)紋(wen)是(shi)(shi)穿晶(jing)(jing)的,而在高溫下的疲(pi)勞(lao)裂(lie)紋(wen)是(shi)(shi)沿晶(jing)(jing)間發展(zhan)的。


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