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耐热钢(gang)(gang)是指在(zai)(zai)高(gao)温(wen)下具有较(jiao)(jiao)高(gao)强度(du)(du)和良(liang)好的(de)化(hua)(hua)(hua)学稳定性(xing)(xing)的(de)特殊钢(gang)(gang)。它包括抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)钢(gang)(gang)(高(gao)温(wen)不起皮钢(gang)(gang))和热强钢(gang)(gang)两类。抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)钢(gang)(gang)通常(chang)在(zai)(zai)550～1250℃温(wen)度(du)(du)区间(jian)内使用(yong)，要(yao)求(qiu)(qiu)较(jiao)(jiao)好的(de)化(hua)(hua)(hua)学稳定性(xing)(xing)(如抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)及(ji)抗(kang)(kang)高(gao)温(wen)腐蚀能力(li)(li)等)，但承(cheng)受(shou)的(de)载(zai)荷较(jiao)(jiao)低，对抗(kang)(kang)蠕(ru)(ru)(ru)变及(ji)抗(kang)(kang)蠕(ru)(ru)(ru)变断裂能力(li)(li)要(yao)求(qiu)(qiu)不高(gao)。热强钢(gang)(gang)通常(chang)在(zai)(zai)450～900℃温(wen)度(du)(du)区间(jian)内使用(yong)，承(cheng)受(shou)应(ying)力(li)(li)较(jiao)(jiao)大，要(yao)求(qiu)(qiu)材料(liao)兼有良(liang)好的(de)抗(kang)(kang)蠕(ru)(ru)(ru)变、抗(kang)(kang)破断性(xing)(xing)和抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)能。

耐(nai)(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)用途广泛(fan)。热(re)电厂的锅炉、汽轮(lun)机和燃气(qi)轮(lun)机的主体设(she)(she)备构件都是由耐(nai)(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)制造的。在石(shi)油(you)化(hua)工(gong)(gong)方(fang)面的炼油(you)、合成氨及乙(yi)烯装(zhuang)置(zhi)的关键设(she)(she)备均离不开耐(nai)(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)。此外还广泛(fan)用作冶金、机械、建材、轻工(gong)(gong)等(deng)各种(zhong)工(gong)(gong)业(ye)炉窑(yao)中的耐(nai)(nai)(nai)热(re)结(jie)构材料。在煤(mei)的液化(hua)、气(qi)化(hua)及核能(neng)方(fang)面(如(ru)高温气(qi)冷堆、快堆)一些核心部(bu)位的结(jie)构材料也大(da)量采用耐(nai)(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)。

简史由于(yu)电站，石油化工工业(ye)发(fa)展的需要，在(zai)20世纪(ji)30年代发(fa)现了(le)钼(mu)是提(ti)高耐热(re)钢(gang)(gang)热(re)强(qiang)性的有效元素(su)，在(zai)低碳钢(gang)(gang)中加入0.5％钼(mu)，工作温度可以从450℃提(ti)高到500℃。为了(le)解决含(han)钼(mu)钢(gang)(gang)石墨化的问题，发(fa)展了(le)低合金(jin)铬钼(mu)钢(gang)(gang)，英(ying)国1938年把含(han)0.8％铬、0.5％钼(mu)的钢(gang)(gang)(相当(dang)15CrMo)用(yong)于(yu)锅炉(lu)过热(re)器，其后又发(fa)展了(le)性能更高的10.25铬-0.5钼(mu)及2.25铬-1钼(mu)等钢(gang)(gang)种。为了(le)进一步(bu)提(ti)高钢(gang)(gang)的热(re)强(qiang)性，节(jie)约钼(mu)资源，发(fa)展了(le)铬钼(mu)钒钢(gang)(gang)系列，前苏联的12CrlMoV是典型(xing)代表，现在(zai)仍然(ran)是制造电站锅炉(lu)的主要材料。

20世纪50年代中(zhong)(zhong)国(guo)(guo)(guo)开(kai)始(shi)引进(jin)和(he)生(sheng)产低合(he)金铬钼(mu)钢(gang)和(he)铬钼(mu)钒钢(gang)，用于电站(zhan)锅炉及石油化工(gong)等(deng)方面(mian)。低合(he)金耐(nai)热钢(gang)以价廉、工(gong)艺性(xing)能(neng)良好等(deng)特点一直受到(dao)重视，为(wei)了(le)进(jin)一步(bu)提(ti)高钢(gang)的性(xing)能(neng)和(he)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)温(wen)度，60年代以来，国(guo)(guo)(guo)内外(wai)通过大量(liang)的研(yan)究工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)，研(yan)制出多元的低合(he)金热强(qiang)钢(gang)，工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)温(wen)度达600～620℃并(bing)在使用中(zhong)(zhong)部(bu)分代替了(le)镍铬奥氏(shi)体(ti)钢(gang)。如中(zhong)(zhong)国(guo)(guo)(guo)研(yan)制的12Cr2MoWVTiB(102)钢(gang)，其(qi)性(xing)能(neng)超过了(le)其(qi)他同(tong)类钢(gang)的水平，作(zuo)(zuo)(zuo)为(wei)过热器(qi)管等(deng)已在中(zhong)(zhong)国(guo)(guo)(guo)200、300、600Mw机组中(zhong)(zhong)普遍(bian)应用。

中(zhong)高合(he)金耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)基(ji)本上是和(he)不锈钢(gang)(gang)(gang)(gang)同时发展(zhan)起来的(de)(de)(de)，1914年(nian)德国施(shi)特劳斯(si)等指出(chu)(chu)，含足够镍(nie)(nie)和(he)铬(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)钢(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)(you)抗氧化(hua)和(he)耐(nai)(nai)酸作(zuo)用(yong)(yong)，1920年(nian)以后逐渐研(yan)制(zhi)出(chu)(chu)铬(ge)(ge)(ge)和(he)铬(ge)(ge)(ge)镍(nie)(nie)不锈耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)，并形成(cheng)了多(duo)种分支。如以12铬(ge)(ge)(ge)型的(de)(de)(de)中(zhong)合(he)金耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)为主(zhu)的(de)(de)(de)叶片(pian)钢(gang)(gang)(gang)(gang)系(xi)列(lie)(lie)，主(zhu)要用(yong)(yong)作(zuo)汽(qi)轮(lun)机(ji)，燃气轮(lun)机(ji)叶片(pian)；汽(qi)车拖(tuo)拉(la)机(ji)中(zhong)内燃机(ji)进排气阀用(yong)(yong)阀门钢(gang)(gang)(gang)(gang)，包(bao)括铬(ge)(ge)(ge)硅(gui)、铬(ge)(ge)(ge)镍(nie)(nie)及铬(ge)(ge)(ge)锰镍(nie)(nie)氮型钢(gang)(gang)(gang)(gang)；用(yong)(yong)于冶金机(ji)械、石油化(hua)工(gong)(gong)、轻工(gong)(gong)、建(jian)材(cai)工(gong)(gong)业(ye)炉(lu)用(yong)(yong)耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)及耐(nai)(nai)热(re)铸(zhu)钢(gang)(gang)(gang)(gang)，包(bao)括高铬(ge)(ge)(ge)铁素体钢(gang)(gang)(gang)(gang)及高铬(ge)(ge)(ge)镍(nie)(nie)奥氏体钢(gang)(gang)(gang)(gang)。由于耐(nai)(nai)热(re)铸(zhu)钢(gang)(gang)(gang)(gang)比(bi)变形材(cai)具有(you)(you)(you)更高的(de)(de)(de)蠕变强度，近20年(nian)来在石油化(hua)工(gong)(gong)及炉(lu)用(yong)(yong)材(cai)料方(fang)面得到了广泛应(ying)用(yong)(yong)，发展(zhan)了一系(xi)列(lie)(lie)用(yong)(yong)钨(wu)、钼、铌、钛(tai)等强化(hua)的(de)(de)(de)高铬(ge)(ge)(ge)镍(nie)(nie)奥氏体耐(nai)(nai)热(re)铸(zhu)钢(gang)(gang)(gang)(gang)。广泛用(yong)(yong)于合(he)成(cheng)氨及乙烯裂解装置。在上述耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)领域(yu)，世界发达使(shi)用(yong)(yong)比(bi)较成(cheng)熟，多(duo)已形成(cheng)了自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)专用(yong)(yong)标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)。中(zhong)国自(zi)50年(nian)代以来，在生(sheng)产(chan)实践中(zhong)形成(cheng)了较完整(zheng)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)系(xi)列(lie)(lie)和(he)标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)牌号。如现在除有(you)(you)(you)GB1221-90一热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)棒及GB413890耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)板基(ji)础(chu)标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)外，还有(you)(you)(you)高压锅炉(lu)用(yong)(yong)钢(gang)(gang)(gang)(gang)管及管坯(GB5310-85，GB5311-89)、汽(qi)轮(lun)机(ji)叶片(pian)钢(gang)(gang)(gang)(gang)(GB8732-88)、内燃机(ji)气阀钢(gang)(gang)(gang)(gang)(GB/T1277391)、耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)铸(zhu)件(GB8492-87)等产(chan)品标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)，基(ji)本满(man)足中(zhong)国国民经济发展(zhan)的(de)(de)(de)需要。在引(yin)用(yong)(yong)国外牌号的(de)(de)(de)同时，结(jie)合(he)本国的(de)(de)(de)资(zi)源特点，发展(zhan)了一些新(xin)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)牌号，如2Cr20Mn9Ni2Si2N、3Cr24Ni7SiN(RE)、3Cr18Mn12Si2N等，分别列(lie)(lie)入有(you)(you)(you)关标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)，使(shi)中(zhong)国耐(nai)(nai)热(re)钢(gang)(gang)(gang)(gang)标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)系(xi)列(lie)(lie)具有(you)(you)(you)自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)特色。

合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(1)铬、铝、硅。这些(xie)元(yuan)(yuan)素(su)(su)形成(cheng)(cheng)和(he)(he)稳(wen)定(ding)(ding)铁(tie)素(su)(su)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)温(wen)下能(neng)(neng)(neng)促使钢(gang)(gang)(gang)表面生成(cheng)(cheng)致密(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)，防止继(ji)续氧化(hua)(hua)(hua)，是提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)抗氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、抗高(gao)(gao)(gao)温(wen)气体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)腐蚀的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。但(dan)钢(gang)(gang)(gang)中铝和(he)(he)硅含(han)量(liang)(liang)过高(gao)(gao)(gao)会(hui)使室温(wen)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)热(re)(re)(re)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)严重(zhong)恶(e)化(hua)(hua)(hua)。铬能(neng)(neng)(neng)显著提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)低合(he)(he)金钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)再结晶(jing)(jing)温(wen)度，含(han)量(liang)(liang)为(wei)2％时(shi)，强(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)效果。(2)镍、锰(meng)。可(ke)(ke)以(yi)(yi)形成(cheng)(cheng)和(he)(he)稳(wen)定(ding)(ding)奥(ao)氏(shi)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)奥(ao)氏(shi)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)温(wen)强(qiang)(qiang)(qiang)度和(he)(he)改善抗渗碳(tan)(tan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。锰(meng)虽然可(ke)(ke)以(yi)(yi)代替镍形成(cheng)(cheng)奥(ao)氏(shi)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，但(dan)有(you)损于(yu)耐(nai)热(re)(re)(re)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)抗氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(3)钼(mu)(mu)(mu)、钨。是铁(tie)素(su)(su)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。可(ke)(ke)以(yi)(yi)提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)再结晶(jing)(jing)温(wen)度，同时(shi)主(zhu)要(yao)(yao)以(yi)(yi)固溶强(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)，提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)耐(nai)热(re)(re)(re)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)蠕变强(qiang)(qiang)(qiang)度。在(zai)(zai)低合(he)(he)金钢(gang)(gang)(gang)中钼(mu)(mu)(mu)是提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)热(re)(re)(re)强(qiang)(qiang)(qiang)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)关键的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，钨、钼(mu)(mu)(mu)复合(he)(he)比(bi)单独加入(ru)有(you)更明显的(de)(de)(de)(de)(de)效果。由(you)于(yu)钼(mu)(mu)(mu)、钨在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)温(wen)下易(yi)于(yu)挥发(fa)(fa)和(he)(he)氧化(hua)(hua)(hua)，钢(gang)(gang)(gang)中加入(ru)过多的(de)(de)(de)(de)(de)钼(mu)(mu)(mu)和(he)(he)钨，会(hui)给(ji)高(gao)(gao)(gao)温(wen)抗氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)带(dai)来(lai)不(bu)利(li)影响。(4)钒、铌(ni)、钛。是铁(tie)素(su)(su)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)和(he)(he)强(qiang)(qiang)(qiang)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物形成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，能(neng)(neng)(neng)形成(cheng)(cheng)细小弥散的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物，提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)温(wen)强(qiang)(qiang)(qiang)度。钛、铌(ni)和(he)(he)碳(tan)(tan)结合(he)(he)还可(ke)(ke)防止奥(ao)氏(shi)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)钢(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)温(wen)下或(huo)焊后产生晶(jing)(jing)间腐蚀。(5)碳(tan)(tan)、氮(dan)(dan)。可(ke)(ke)扩大(da)和(he)(he)稳(wen)定(ding)(ding)奥(ao)氏(shi)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，从而提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)耐(nai)热(re)(re)(re)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)温(wen)强(qiang)(qiang)(qiang)度，钢(gang)(gang)(gang)中含(han)铬、锰(meng)较(jiao)多时(shi)，可(ke)(ke)显著提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)解度，加入(ru)氮(dan)(dan)或(huo)提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)代替贵重(zhong)金属镍。生成(cheng)(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物或(huo)碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)物，控制其(qi)形态和(he)(he)数量(liang)(liang)可(ke)(ke)进一步起到强(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)作用。(6)硼、稀(xi)土(tu)。均(jun)为(wei)耐(nai)热(re)(re)(re)钢(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)微量(liang)(liang)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。硼溶入(ru)固溶体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中，使晶(jing)(jing)体(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)点阵发(fa)(fa)生畸变，晶(jing)(jing)界上的(de)(de)(de)(de)(de)硼又能(neng)(neng)(neng)阻(zu)止元(yuan)(yuan)素(su)(su)扩散和(he)(he)晶(jing)(jing)界迁(qian)移(yi)，从而提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)温(wen)强(qiang)(qiang)(qiang)度。钢(gang)(gang)(gang)中加入(ru)微量(liang)(liang)稀(xi)土(tu)，提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)抗氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，改善热(re)(re)(re)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；稀(xi)土(tu)富集晶(jing)(jing)界，能(neng)(neng)(neng)净化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)强(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)晶(jing)(jing)界，有(you)利(li)于(yu)提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)强(qiang)(qiang)(qiang)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。但(dan)加入(ru)稀(xi)土(tu)类型(xing)、数量(liang)(liang)和(he)(he)%26lsquo;加入(ru)方法至(zhi)关重(zhong)要(yao)(yao)，要(yao)(yao)恰当控制稀(xi)土(tu)在(zai)(zai)钢(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)状态，否(fou)则难以(yi)(yi)收到预期效果。

分类(lei)耐(nai)热(re)钢按其组织可(ke)分为4类(lei)，珠光体(ti)耐(nai)热(re)钢，马(ma)氏体(ti)耐(nai)热(re)钢，铁素(su)体(ti)耐(nai)热(re)钢和奥氏体(ti)耐(nai)热(re)钢。

通(tong)常也把(ba)沉淀(dian)硬化不锈钢列(lie)入耐(nai)热钢中，这(zhei)是因为这(zhei)类钢在540～650℃范围内具有较高的热强性和(he)足(zu)够的抗氧化性。

另外，在(zai)实际生(sheng)产中(zhong)也常按(an)用途将耐热(re)钢(gang)(gang)分为：电(dian)站锅炉用低合金钢(gang)(gang)；汽轮(lun)(lun)机(ji)和燃气轮(lun)(lun)机(ji)用叶片钢(gang)(gang)；汽车、舰(jian)船用阀门钢(gang)(gang)；石油化工和炉用耐热(re)钢(gang)(gang)及耐热(re)铸(zhu)钢(gang)(gang)等。