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何謂耐熱鋼?

耐熱鋼是指在高溫下工作并具有熱強性和熱穩(wěn)定性的鋼。熱強性是指在高溫下抵抗蠕變和斷裂的能力;熱穩(wěn)定性是指在高溫下抗氧化和氣體介質(zhì)腐蝕的能力。通常,把主要具有熱強性的耐熱鋼稱為熱強鋼,把主要具有熱穩(wěn)定性的耐熱鋼稱為熱穩(wěn)定鋼。耐熱鋼主要應用于動力和能源工程中,例如,煉油設(shè)備、鍋爐、核容器、汽輪機、合成化工容器、宇航裝置以及其它高溫加工設(shè)備的制造中。需要指出的是,不少不銹鋼(例如,1Cr-18Ni9Ti、1Cr13等)也具有耐熱性,因此,也可以列入耐熱鋼,有人將這種類型的鋼稱為“耐熱不銹鋼”。耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機、動力機械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門中在高溫下工作的零部件。這些部件除要求高溫強度和抗高溫氧化腐蝕外,根據(jù)用途不同還要求有足夠的韌性、良好的可加工性和焊接性,以及一定的組織穩(wěn)定性。中國自1952年開始生產(chǎn)耐熱鋼。以后研制出一些新型的低合金熱強鋼,從而使珠光體熱強鋼的工作溫度提高到600~620℃;此外,還發(fā)展出一些新的低鉻鎳抗氧化鋼種。

作用;鉻、鋁、硅這些鐵素體形成的元素,在高溫下能促使金屬表面生成致密的氧化膜,防止繼續(xù)氧化,是提高鋼的抗氧化性和抗高溫氣體腐蝕的主要元素。但鋁和硅含量過高會使室溫塑性和熱塑性嚴重惡化。鉻能顯著提高低合金鋼的再結(jié)晶溫度,含量為2%時,強化效果較好。

鎳、錳可以形成和穩(wěn)定奧氏體。鎳能提高奧氏體鋼的高溫強度和改善抗?jié)B碳性。錳雖然可以代鎳形成奧氏體,但損害了耐熱鋼的抗氧化性。

釩、鈦、鈮是強碳化物形成元素,能形成細小彌散的碳化物,提高鋼的高溫強度。鈦、鈮與碳結(jié)合還可防止奧氏體鋼在高溫下或焊后產(chǎn)生晶間腐蝕。

碳、氮可擴大和穩(wěn)定奧氏體,從而提高耐熱鋼的高溫強度。鋼中含鉻、錳較多時,可顯著提高氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替價格較貴的鎳。

硼、稀土均為耐熱鋼中的微量元素。硼溶入固溶體中使晶體點陣發(fā)生畸變,晶界上的硼又能阻止元素擴散和晶界遷移,從而提高鋼的高溫強度;稀土元素能顯著提高鋼的抗氧化性,改善熱塑性。

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