河海大学 工程材料 耐热钢及高温合金
材料热处理工程师资格考试题+答案
1．何谓钢的球化退火，其目的是什么? 主要适用于哪些钢材?是使钢中碳化物球状化而进行的退火目的：降低硬度、改善切削加工性，为以后淬火做准备，减小工件淬火畸变和开裂；主要用于共析钢、过共析钢的锻轧件及结构钢的冷挤压件等。
2．简述淬火冷却方法(至少说出五种)。
1）水冷：用于形状简单的碳钢工件，主要是调质件；2）油冷：合金钢、合金工具钢工件。
3）延时淬火：工件在浸入冷却剂之前先在空气中降温以减少热应力；4）双介质淬火：工件一般先浸入水中冷却，待冷到马氏体开始转变点附近，然后立即转入油中缓冷；5）马氏体分级淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之浸入稍高或稍低于钢的上马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺。
用于合金工具钢及小截面碳素工具钢，可减少变形与开裂；6）热浴淬火：工件只浸入150-180℃的硝烟或碱浴中冷却，停留时间等于总加热时间的1/3-1/2，最后取出在空气中冷却；7）贝氏体等温淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之快冷到贝氏体转变温度区域（260-400℃）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。
用于要求变形小、韧性高的合金钢工件3．简述淬透性概念及其影响因素。
钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。
其影响因素有：1.亚共析钢含碳量↑，C曲线右移，过共析钢含碳量↑，C曲线左移；2.合金元素（除Co外）使C曲线右移；3.奥氏体化温度越高、保温时间越长，碳化物溶解越完全，奥氏体晶粒越粗大，使C曲线右移；4.原始组织越细，使C曲线右移，Ms点下降；5.拉应力加速奥氏体的转变，塑性变形也加速奥氏体的转变。
4．钢的回火分哪几类?说出低温回火的适用性(目的)。
（1）低温：150-250℃，用于工模具、轴承、齿轮等。
（2）中温：250-500℃，用于中等硬度的零件、弹簧等。
（3）高温：500-700℃，用于各种轴累、连杆、螺栓等。
耐热钢铸件材质及成分(一)2024
耐热钢铸件材质及成分（一）引言概述：耐热钢铸件材质及成分是指用于在高温环境下工作的铸件所采用的特殊钢材料及其组成成分。
耐热钢铸件材质和成分的选择直接影响到其耐高温性能和使用寿命。
本文将从以下五个大点进行阐述。
大点一：普通耐热钢铸件材质及成分1. 铸造合金的选择：- 铸造合金应具备良好的耐热性和抗氧化性能。
- 常见的普通耐热钢材包括25Cr12Ni、1Cr13Ni、12-2CrNi等。
2. 主要元素成分：- 合金化元素的添加能够提高合金的耐热性能。
- 典型的元素添加包括铬、镍、钼、钒等。
3. 碳含量的控制：- 适量的碳含量可以增加合金的硬度和耐磨性。
- 过高或过低的碳含量都会降低合金的耐热性能。
4. 热处理工艺：- 合适的热处理能够改善耐热钢的组织结构和性能。
- 常见的热处理包括回火、正火、淬火等。
5. 国内外常用的耐热钢铸件材质及成分：- 根据具体工况的不同，国内外常用的耐热钢铸件材质也不相同。
- 例如国内常用的材质有ZG40Cr25Ni35Nb，国外常用的材质有HK，HKNb。
大点二：高合金耐热钢铸件材质及成分1. 概念和特点：- 高合金耐热钢铸件具有更高的耐热性能和抗氧化性能。
- 通常含有更多的合金元素。
2. 典型的高合金元素：- 钼、钨、铌等高合金元素的添加可以提高合金的耐热性能。
- 合金元素的选择需要根据具体工况进行合理搭配。
3. 适用工况和应用领域：- 高合金耐热钢铸件适用于更高温度和更恶劣工况的场合。
- 常见的应用领域包括航空航天、核能等。
4. 国内外常用的高合金耐热钢铸件材质及成分：- 国内外在高合金耐热钢铸件材质的研究和应用方面都有很多进展。
-例如国内常用的材质有ZG40Cr25Ni35Nb，国外常用的材质有HK、HKNb。
大点三：低碳耐热钢铸件材质及成分1. 概念和特点：- 低碳耐热钢铸件具有更低的碳含量和更高的韧性。
- 常用于一些耐磨、耐冲击的工况。
2. 典型的低碳合金元素：- 比普通耐热钢铸件少量的合金元素添加。
耐热钢
5
按制备工艺分类，有变形高温合金， 按制备工艺分类，有变形高温合金，铸造 高温合金和粉末冶金高温合金。 高温合金和粉末冶金高温合金。 按强化方式分类，有固溶强化型、 按强化方式分类，有固溶强化型、沉淀强 化型、金属间化合物、 化型、金属间化合物、氧化物弥散强化型 和纤维强化型等。 和纤维强化型等。 铁基、 铁基、钴基和镍基合金的使用温度一般不 超过1000℃，温度再高就必须选用难熔金 超过 ℃ 指熔点高于1650℃的金属）或其合金 属（指熔点高于 ℃的金属）
Chapter 7 耐热钢和高温合金
1
• 耐热钢和高温合金是指在高温下工作并具有 一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。 一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。 • 耐热钢按合金元素多少通常可以分为两类： 耐热钢按合金元素多少通常可以分为两类： 在低合金结构钢基础上发展起来的低合金珠 光体型热强钢； 光体型热强钢； 在不锈钢基础上发展起来的高合金专用耐热 钢。
三、合金元素对化学稳定性的影响
1、Cr、Al、Si改善钢的化学稳定性。 、 、 、 改善钢的化学稳定性 改善钢的化学稳定性。 • Cr、Al、Si提高 提高FeO出现的温度，改善钢的高温 出现的温度， 、 、 提高 出现的温度 化学稳定性。 化学稳定性。 钢表面氧化膜的结构： 外层： 钢表面氧化膜的结构 ： 外层 ： Fe 2 O 3 ； 中间层 Fe 3 O4 ； 内层 内层FeO，当 FeO出现时钢的氧化速度 ， 出现时钢的氧化速度 剧增。 剧增。 • Cr、Al含量较高时， 钢的表面出现致密的 2O3 含量较高时， 、 含量较高时 钢的表面出现致密的Cr 保护膜。 或Al2O3保护膜。 • 含硅钢中生成 2 SiO4 氧化膜 ， 具有良好的保护 含硅钢中生成Fe 氧化膜， 作用。 作用。 10 • Cr是提高抗氧化能力的主要元素，Al也能单独提 是提高抗氧化能力的主要元素， 也能单独提 是提高抗氧化能力的主要元素 耐热钢的工作条件及性能 7.1 高钢的抗氧化能力。 高钢的抗氧化能力。
耐热钢
什么是耐热钢？耐热钢是什么意思？在高温条件下，具有抗氧化性和主够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢（heat-resistingsteels）。
耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件。
在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。
它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。
抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。
热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。
耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。
这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。
中国自1952年开始生产耐热钢。
以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。
耐热钢和不锈耐酸钢在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。
耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。
抗氧化钢又简称不起皮钢。
热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。
抗氧化钢（不起皮钢）一般钢铁在较高温度下（650℃以上）,表面容易氧化，主要是由于在高温下生成松脆多孔的FeO，由于基本结合能力薄弱而易剥落。
氧原子容易通过FeO进行扩散，使钢的内部能继续进行氧化，最终导致零件破坏。
抗氧化钢中加入合金元素铬、硅、铝等，他们与氧亲和力大，故优先被氧化，形成一层致密的、高熔点的并牢固覆盖于钢表面的氧化膜（Cr2O3、SiO2、Al2O3），可将金属与外界高温氧化性气体隔绝，从而避免进一步氧化。
实际应用的抗氧化钢，大多数是在铬钢、铬镍钢、铬锰氮钢基础上添加硅、铝制成的。
和不锈钢一样，含碳量增多，会降低钢的抗氧化性。
故一般抗氧化钢为底碳钢。
热强钢金属在高温下的强度有两个特点：一是温度升高，金属原子间结合力减弱、强度下降；二是在再结晶温度上即使金属受的应力不超过该温度下的弹性极限，它也会缓慢地发生塑性变形，且变形量随时间的增长而增大，最后导致金属破坏。
锻件缺陷的主要原因
锻件缺陷的主要原因一、原材料的主要缺陷及其引起的锻件缺陷锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。
而轧材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。
一般情况下，铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。
例如，内部的成分与组织偏析等。
原材料存在的各种缺陷，不仅会影响锻件的成形，而且将影响锻件的最终质量。
根据不完全的统计，在航空工业系统中，导致航空锻件报废的诸多原因中，由于原材料固有缺陷引起的约占一半左右。
因此，千万不可忽视原材料的质量控制工作。
由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有：1.表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。
造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上和向内部深处发展。
又如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。
这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。
2.折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角的折缝。
对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。
折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂。
3.结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。
结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。
锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。
4.层状断口层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。
层状断口多发生在合金钢（铬镍钢、铬镍钨钢等），碳钢中也有发现。
这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。
如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。
层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的。
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END
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Hale Waihona Puke 29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
金
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
河海大学 工程材料 耐热钢及高温合
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
第6章 耐热钢和耐热合金
因此，欲得到抗氧化钢，就要形成具有致密晶格、连续、牢固附着的氧化物 层。
2. 提高钢抗氧化性的途径
主要采取合金化的方法。一般加Cr、Al、Si，它们与O亲和力比Fe大，选择 性氧化形成 结构致密、稳定、与基体结合牢固的 Cr2O3、 A12O3、 SiO2 氧化膜。 抑制或避免疏松FeO生成和长大，起保护作用，使钢不发生继续氧化。 铬：提高钢抗氧化性的主要元素。在600-650℃ Cr5％、800℃ Crl2％、 950℃ Cr20％、1100℃ Cr28％才满足抗氧化性。 Al、 Si:也是提高抗氧化性 有效 元素，但增加钢的脆性，因此很少单独加入， 常常和Cr一起加入。 Ni、Mn：对钢的抗氧化性能影响较弱。 C、N：固溶时对钢的抗氧化性影响不大；形成化合物时防碍钢表面氧化膜连 续性，因而↓钢的抗氧化性。 Mo、V：生成氧化物熔点较低，使抗氧化性变坏。 稀土元素：↑钢的抗氧化性。主要是由于稀土元素可消除高温下晶界优先氧化 现象。 除了加入合金元素外，还采用渗金属方法，如渗铝、渗铬或渗硅等以提高 钢的抗氧化能。
四、耐热钢及耐热合金的分类
P耐热钢 Fe 为基的耐热钢 M耐热钢 F抗氧化钢 A耐热钢 Fe为基的耐热钢 A抗氧化钢 镍基耐热合金：以Cr 20 Ni80合金为基础发展起来的，类似的还有钴基合金 Mo基 Ta基 难熔金属耐热合金 Nb基 金属陶瓷
化学成分及热处理：
C高于低碳珠光体热强钢。为↑淬透性和回火稳定性，以Cr、Mo为主适量加 Ti、Nb、V、B等，含量稍高。如25Cr2MoVA、20Cr1Mo1VNbTiB等。
淬火＋高温回火
叶片钢：汽轮机叶片，工作温度450～620℃ 二、马氏体耐热钢 阀门钢：汽车、内燃机排气阀，工作温度700～850℃
一、锻造过程质量控制
一、锻造过程质量控制1,锻造◆什么叫做锻造：□在加压设备及工（模具）的作用下，使坯料产生局部或全部的塑性变形，以获得一定的几何形状，形状和质量的锻件的加工方法称为锻造.◆锻造的分类：□自由锻造只用简单的通用性工具，或在锻造设备上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件.模锻利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法.□自由锻造的方法镦粗：使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序.局部镦粗：在坯料上某一部分进行的镦粗.镦粗的过程控制:1.为了防止镦粗时产生纵向弯曲,圆柱体坯料的高度与直径之比不应超过2.5-3,且镦粗前坯料端面应平整,并与轴心线垂直. 镦粗时要把坯料围绕着轴心线不断转动坯料发生弯曲时必须立即矫正。
芯棒拔长：它是在空心毛坯中加芯棒进行拔长以减小空心处径（壁厚）而增加其长度的锻造工序，用于锻造长筒类锻件.芯棒拔长的过程控制:1.芯棒拔长都应以六角形为主要变形阶段即圆→六角→圆,芯棒拔长应尽可能在V型下砧或110°下槽中进行.2.翻转角度要准确,打击量在均匀,发现有壁厚不均匀及两端面过度歪斜现象,应及时把芯棒抽出,用矫正镦粗法矫正毛坯.3.芯棒加工应有1/100～2/100 日锥度.拔长：使毛坯横断面积减小，长度增加的锻造工序.拔长锻造工艺参数的选择就是要在保证质量的前提下提高效率1. 每次锤击的压下量应小于坯料塑性所允许的数值，并避免产生折叠，因此每次压缩后的锻件宽度与高度之比应小于2~2.5，b/h＜2~2.5，否则翻转90°再锻造时容易产生弯曲和折叠。
2.每次送进量与单次压下量之比应大于1~1.5，即L/△h/2＞1~1.5 生产中一般采用L=(0.6~0.8) h (h 为坯料高度)。
如图2.为保证得到平滑的表面质量，每次送进量应小于（0.75~0.8）B(B 为砧宽)要避免在锻件的同一变形位置反复锤击。
3.方形坯料的对角线倒棱形锤击时,应打击得轻一些可加大送进量（和砧宽相等）减小压下量。
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2019年12月12日星期
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第六章 耐热钢和高温合金
§6.2 金属的热强性
一、高温下金属材料力学性能特点 热强性：
高温和载荷下抵抗塑性变形能力 包括：高温下瞬时性能和长时性能
瞬时性能：高温拉伸、冲击、硬度
长时性能：蠕变极限、持久强度、应力松弛、 高温疲劳强度、冷热疲劳等
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于制造耐磨零件；
最重要的是：高锰耐磨钢。
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§5 特殊性能钢
挖掘机
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三、耐磨钢
§5 特殊性能钢
铁路道岔
挖 掘 机 铲 齿
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球磨机衬板
履带
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三、耐磨钢
§5 特殊性能钢
球磨机 用 于：大型水泥厂，耐火材料厂，冶炼厂，把颗 粒研磨成粉状，以利于提取里边所需的矿物质。
F型热稳定性钢：Cr13、Cr18、Cr25型 A型热稳定性钢：A型不锈钢加Si、Al
而得
性能：后者较前者更好的工艺性能和热
强性
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§6.1 钢的 热稳定性和 热稳定性钢
牌号 典型钢种 应用 热处理工艺？
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第六章 耐热钢和高温合金
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第六章 耐§热5钢和特高殊温性合能金钢
措施：加Cr、Ti、Nb元素阻碍C化。 3、合金元素的再分布
机理：高温下Me向碳化物扩散集聚，基体Me贫化， 热强性下降。
措施：加强碳化物形成元素Ti、V、Nb等。
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第六章 耐热钢和高温合金
§6.3 α-Fe基热强钢
失效原因： 4、热脆性
机理：高温长时工作，韧性大幅下降，脆性 断裂，即热脆性，析出新相
措施：避开脆性区工作，加W、Mo，已发生 脆性采用600-650℃高温回火快冷消除
珠光体热强钢热处理： 正火+使用温度高100℃下高温回火
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第六章 耐§热5钢和特高殊温性合能金钢
§6.3 α-Fe基热强钢
二、马氏体热强钢
①低碳高铬型，Cr13型不锈钢
汽轮机叶片
加入Mo、W、V、Ti、Nb等元素
服役条件：高温下工作（影响化学稳定性、降强度） 性能要求：
1、抗蠕变、抗热松弛和热疲劳性能及抗氧化能力 2、介质中抗腐蚀能力和足够韧性 3、良好加工性能和焊接性 4、合理的组织稳定性
用 途：制造工业加热炉、 热工动力机械（如内燃机）、 石油及化工机械与设备等。
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第六章 耐热钢和高温合金
热处理：淬火形成马氏体＋高温回火状 态下使用
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第六章 耐热钢和高温合金
§6.3 α-Fe基热强钢
马 氏 体 热 强 钢 钢 种 与 应 用
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§5 特殊性能钢
二、§耐热6.钢4 （γ常-F用e耐基热热钢强_奥钢氏体）
在奥氏体不锈钢的基础上加：W、Mo、V、Ti、Nb、 Al等，强化奥氏体并能形成稳定的特殊碳化物或金属间 化合物。具有比珠光体热强钢和马氏体热强钢更高的热 强性和抗氧化性，此外还有高的塑性、韧性及良好可焊 性、冷塑性成形性。
二、耐热钢（常用耐热钢_高温合金）
航空、航天工业的喷气式发动机在800℃以上的高温 下长期承受一定的载荷工作，耐热钢已不能满足抗氧化 性尤其是热强性要求，此时便应采用高温合金，它包括 铁基、镍基、钴基。
1.铁基高温合金 工作温度800～900℃的零件，使用 状态为固溶或固溶＋时效。常用牌号如GH1131，Cr20％ 、Ni28%、W5％、Mo4％左右。
§6.1 钢的热稳定性和热稳定性钢
一、钢的抗氧化性能及其提高途径 失效：高温下强度不足、表面氧化腐蚀
要求：较好的热稳定性
热稳定性：钢在高温下抗氧化和高温介质腐蚀的 能力；
指标：g/m2.单位时间、面积上的氧化后质量增加 或减少的数值表示。
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第六章 耐热钢和高温合金
。
§6.1 钢的热稳定性和热稳定性钢
失效：常时间高温工作+介质腐蚀，产生组织转变和 性能变化
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第六章 耐§热5钢和特高殊温性合能金钢
§6.1 §钢6的.3热α稳-F定e基性热和强热钢稳定性钢
组织：细片P＋F，在600℃以下工作的热工动力机械和 石油化工设备。碳0.10%～0.40%；耐热性合金Cr、Mo 、W、V、Ti、Nb等强化铁素体并防止碳化物的球化聚 集长大以保证热强性。
中温使用，热强性、热稳定性、工艺性能 较好、线膨胀系数小，低碳、低廉，600650℃使用；
应用：制造锅炉、汽轮机、石油提炼设备等
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第六章 耐热钢和高温合金
§6.3 α-Fe基热强钢
一、珠光体型热强钢
分类（C含热强钢：锅炉管道等；
中碳P热强钢：汽轮机等耐热紧固件、转子。
①低碳12CrMo、15CrMoV，优良的冷热加工性能，主要 用做锅炉管线等，正火后使用。
②中碳35CrMo、35CrMoV，调质后使用，具有优良的高 温综合力学性能，用作耐热的紧固件和汽轮机转子。
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热强钢的成分（牌号）、热处理、用途和机械性能
第六章 耐热钢和高温合金
§6.3 α-Fe基热强钢
第六章 耐热钢和高温合金
§6.1 钢的热稳定性和热稳定性钢 §6.2 金属的热强性 §6.3 α-Fe基热强钢 §6.4 γ -Fe基热强钢
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1
第六章 耐热钢和高温合金
§6.1 钢的热稳定性和热稳定性钢
耐热钢：高温下具有高的热化学稳定性(抗腐
蚀和耐腐蚀性能)和热强性的特殊钢。
§6.2 金属的热强性
高温力学性能指标：
①蠕变极限：材料在高温长期载荷下对缓慢
塑性变形（即蠕变）的抗力；以
700 0.2 /
1000
表示
700℃下经1000h产生0.2%残余变形量的最大
应力。
②持久强度：材料在高温长期载荷下对断裂的
抗力；以
500 10000
表示在500℃下经10000h发生
断裂的应力值。
11
第六章 耐热钢和高温合金
§6.2 金属的热强性
二、耐热钢热强性的影响因素及其提高途径 1、影响耐热钢热强性的因素 A、软化因素
温升，原子结合力下降，扩散系数加大，组 织由亚稳定态向稳态转变。如第二相集聚长大等 B、形变断裂方式变化
低温滑移；高温有滑移、扩散变形、晶界 滑动和迁移 C、断裂失效 金属常温断裂：穿晶断裂（晶内强度大于晶界强度） 金属高温断裂：晶间断裂（原子扩散加速）
晶界空位填补：晶界易扩散，加B、RE填充晶界空位
晶界沉淀强化：晶界析出强化相，塑变滑移和断裂扩 展受阻，热强性提高，如析出Cr23C6
还有：形变强化处理
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第六章 耐热钢和高温合金
§6.3 α -Fe基热强钢
种类：P型热强钢、M型热强钢
特点：加热或冷却时，α、γ相间互转变，
种类：
1、热稳定钢 高温下抗氧化或抗高温介质腐 蚀而不破坏的钢种。
2、热强钢 高温下具有一定抗氧化能力并具 有足够强度而不产生大量变形或断裂的钢种。
失效形式：高温下强度不足、表面氧化腐蚀
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2
第六章 耐热钢和高温合金
§§6.61.1 钢钢的的热热稳稳定定性性和和热热稳稳定定性性钢钢
②微量稀土(RE)元素如钇(Y)、镧(La)等，能防止高温 晶界的优先氧化，明显改善耐热钢的抗氧化性。
③金属表面渗Cr、Al、Si也有效提高钢抗氧化性。
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第六章 耐热钢和高温合金
§6.1 钢的热稳定性和热稳定性钢
二、热稳定钢（抗氧化钢，不起皮钢） 种类：
F型热稳定钢、A型热稳定钢
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第六章 耐§热5钢和特高殊温性合能金钢
§6.1 §钢6的.2 热金稳属定的性热和强热性稳定性钢
2、提高钢的热强性途径
①基体(固溶)强化元素Cr、Ni、W、Mo等，形成单相组织并提高 再结晶温度。
原理：提高原子结合力，降低扩散系数
②第二相沉淀强化元素V、Ti、Nb、Al等，形成细小弥散分布的 稳定碳化物(VC、TiC、NbC)或稳定性更高的金属间化合物(Ni3Ti 、Ni3Nb、Ni3Al)，获得第二相沉淀强化效果并提高组织稳定性。
2.镍基高温合金 基本性能类似于铁基高温合金，但 热强性和组织稳定性稍优；但价格昂贵。如GH3030， Cr20％、微量的Ti、Al等元素。1000℃左右
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三、耐磨钢
耐磨钢：
用于制造高耐磨性零件的特 颚
殊钢种；
式 破
广义上，高碳工具钢、一部
碎 机
分结构钢及合金铸钢均可用
原理：常时间稳定难长大，高温弥散态
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第六章 耐热钢和高温合金
§6.2 金属的热强性
2、提高钢的热强性途径
③晶界强化 减少高温下晶界转动 途径： 减少晶界：控制钢晶粒度（难滑移塑变抗力提高） 净化晶界：微量元素硼(B)与稀土(RE)元素，高熔点 晶核，长大进入晶内，起净化晶界。
Al、Si加入有副作用，降强度增脆性
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§5 特殊性能钢
§6.1 钢的热稳定性和热稳定性钢
①在钢表面生成致密稳定连续而牢固的Cr2O3、Al2O3、 SiO2氧化膜，但Al、Si明显增加钢的脆性，常与Cr一 起加入；当Cr达5％时，工作温度达600～650℃，达28 ％时，工作温度可达1100℃。