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耐热钢的作用及分类

在高(gao)温下具备(bei)较(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)强(qiang)度(du)和(he)(he)(he)优(you)良的(de)(de)(de)(de)有机(ji)化(hua)学可(ke)靠性(xing)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)素钢(gang)。它包含抗氧化(hua)性(xing)钢(gang)(或称(cheng)高(gao)温不(bu)脱皮钢(gang))和(he)(he)(he)热(re)强(qiang)钢(gang)两大类(lei)。抗氧化(hua)性(xing)钢(gang)一般规定(ding)(ding)不(bu)错的(de)(de)(de)(de)有机(ji)化(hua)学可(ke)靠性(xing),但承担的(de)(de)(de)(de)荷载较(jiao)低(di)(di)。热(re)强(qiang)钢(gang)则规定(ding)(ding)较(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)高(gao)温强(qiang)度(du)和(he)(he)(he)相对的(de)(de)(de)(de)抗氧化(hua)性(xing)。耐热(re)钢(gang)常见于生产制(zhi)造加(jia)热(re)炉(lu)、汽轮(lun)发(fa)电机(ji)、传(chuan)动设备(bei)、工(gong)(gong)(gong)业(ye)电炉(lu)和(he)(he)(he)航空公司、石油化(hua)工(gong)(gong)(gong)设备(bei)等产业(ye)部门中在高(gao)温下工(gong)(gong)(gong)作中的(de)(de)(de)(de)零部件(jian)。这种构件(jian)除(chu)规定(ding)(ding)高(gao)温强(qiang)度(du)和(he)(he)(he)抗高(gao)温空气氧化(hua)浸(jin)蚀外,依据主要用途不(bu)一样(yang)还规定(ding)(ding)有充足的(de)(de)(de)(de)延展(zhan)性(xing)、优(you)良的(de)(de)(de)(de)可(ke)工(gong)(gong)(gong)艺(yi)性(xing)能和(he)(he)(he)电焊(han)焊(han)接(jie)性(xing),及(ji)其(qi)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)机(ji)构可(ke)靠性(xing)。除(chu)此之外,还发(fa)展(zhan)趋(qu)势出(chu)一些新(xin)的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)铬(ge)镍抗氧化(hua)性(xing)钢(gang)材牌(pai)号。

功效

铬、铝、硅这种金(jin)(jin)相组织产生的原素(su)(su),在高(gao)(gao)(gao)温下会促进金(jin)(jin)属(shu)表层转化(hua)(hua)成高(gao)(gao)(gao)密(mi)度的空气氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo),避免再(zai)次空气氧(yang)化(hua)(hua),是提高(gao)(gao)(gao)钢(gang)的抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)和(he)(he)抗高(gao)(gao)(gao)温汽体浸蚀的主(zhu)要(yao)元素(su)(su)。但铝和(he)(he)硅成分过过高(gao)(gao)(gao)使室内温度塑性(xing)变形和(he)(he)热固性(xing)比较严(yan)重恶变。铬能明显(xian)提高(gao)(gao)(gao)高(gao)(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)钢(gang)的加(jia)工(gong)硬(ying)化(hua)(hua)温度,成分为2%时,加(jia)强(qiang)实(shi)际(ji)效(xiao)果好(hao)。

镍、锰能够(gou)产(chan)生和(he)平稳奥(ao)氏(shi)(shi)体。镍能提高(gao)奥(ao)氏(shi)(shi)体钢(gang)的高(gao)温强(qiang)度和(he)改进(jin)抗渗(shen)氮(dan)性。锰尽(jin)管(guan)能够(gou)代镍产(chan)生奥(ao)氏(shi)(shi)体,但危害了(le)耐(nai)热钢(gang)的抗氧化性。

钒、钛、铌是强(qiang)渗碳体产(chan)生(sheng)原素,能产(chan)生(sheng)细微(wei)弥漫(man)的渗碳体,提高(gao)钢的高(gao)温强(qiang)度。钛、铌与碳融合还(hai)可避免奥氏体钢在高(gao)温下(xia)或焊(han)后造成应(ying)力腐蚀(shi)。

碳、氮可扩(kuo)张和平稳奥氏(shi)体,进(jin)而提高耐热钢(gang)的高温强度。钢(gang)中含镁、锰较多时,可明显(xian)提高氮的溶解性,并可运用氮细晶强化以替代价(jia)钱偏贵(gui)的镍。

硼(peng)、希土(tu)均为耐热钢中(zhong)的(de)营养元(yuan)素。硼(peng)融入(ru)固(gu)溶体使得晶体点阵产生崎变,位错上的(de)硼(peng)又能阻拦原(yuan)素外扩散和晶界转移,进而(er)提高钢的(de)高温强度;稀有元(yuan)素能明(ming)显提高钢的(de)抗氧化性(xing),改(gai)进热固(gu)性(xing)。

归类

铁素体钢

铝合金原(yuan)素以(yi)铬、钼为主导,总产(chan)量一般不(bu)超过5%。其(qi)机(ji)构(gou)除铁素体(ti)、金相组(zu)织外,也有(you)马氏体(ti)。这种钢在500~600℃有(you)优良的(de)高(gao)温强(qiang)度及使用(yong)性能,价钱较低,普遍用(yong)以(yi)制做600℃下列的(de)耐(nai)高(gao)温构(gou)件。

马氏体钢

含镁量一般为7~13%,在(zai)650℃下列(lie)有较(jiao)高的(de)高温强(qiang)度、抗氧化性(xing)和耐水蒸气浸蚀的(de)工(gong)作能力,但电(dian)焊焊接(jie)性(xing)较(jiao)弱。含镁12%上下的(de)1Cr13、2Cr13,及其在(zai)这个基(ji)础上发(fa)展(zhan)趋势(shi)出去的(de)钢材(cai)型号如1Cr11MoV,1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,一般用于(yu)制做汽(qi)轮发(fa)电(dian)机叶(ye)子、转盘、轴、标准件等。

金相组织钢

带(dai)有较多的铬、铝、硅等原素,产生单(dan)相电(dian)金相组织机(ji)构(gou),有优良的抗氧化性和耐高温(wen)汽体浸蚀的工作能力,但(dan)高温(wen)强度(du)(du)较低(di),室内(nei)温(wen)度(du)(du)延(yan)性很大,电(dian)焊(han)焊(han)接性较弱。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。

奥氏体钢

带有较多的(de)镍、锰、氮(dan)等奥氏体产(chan)生原素,在600℃之上时,有不错(cuo)的(de)高温强度和机构可靠性,电焊(han)焊(han)接特性优良。一般作(zuo)为在600℃之上工作(zuo)中的(de)热强原材料(liao)。

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