耐热钢性能参数
合金钢-耐热钢
2019/12/4
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工程材料学
六、耐热钢的组织稳定性
晶粒与J两者高温强爆速度管载相)使荷等T( 如E升短高期 高
T>TE 发生沿晶断裂
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T对晶粒强度与晶界强度的影响
8
工程材料
二、蠕变
（一）蠕变的概念
金属在一定的温度和应力的作用下，随着时间的增加，缓慢地发生塑性变 形的现象，称为蠕变。 某些低熔点的金属（如铅，锡等）在室温下也会发生蠕变。碳钢当温度超 过350℃，低合金钢当温度超过350-400℃，在应力的长期作用下都有蠕变 现象。 温度越高，应力越大，蠕变的速度也就越快。蠕变的形变量，叫做蠕胀。
• 蠕变现象严重会造成管壁的减薄，甚至会引起爆管，因此，抗蠕变能力 的饿大小（蠕变极限）是衡量耐热钢高温机械性能的一个重要技术指标。
高压锅炉和气轮机设备，可能引起蠕变的零部件很多，例如蒸汽过热器的蛇形管及其 出口联箱，过热蒸汽管道和紧固件等。
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（二）蠕变曲线
工程材料
描述金属蠕变整个形变过程的曲线，叫做蠕变曲线。典型的蠕变曲线如图 5-3所示。
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一、耐热钢的强化原理
工程材料学
提高热强性的途径——合金化+适当的热处理
耐热钢的高温强度主要取决于固溶体的强度、晶界强度和碳化物的强度。钢 中加入合金元素就是为零使这三者强化。
强化基体 强化晶界 弥散强化
SA387Gr11CL2钢的性能成分分析
SA387Gr11CL2钢的性能成分分析现货、定轧热线-152*9076*5221师SA387Gr11CI2简介:SA387Gr11CI2材料适用于在高温下加氢反应和转换设备中的精炼和气体处理，钢板的最大厚度可达250mm厚度。
SA387Gr11CL2是锅炉容器钢板的一种，筒体、封头所用SA387Gr11CL2钢板（包括复合钢板的基层）除满足下列要求外，尚应符合ASMESA387/SA387M Gr11 class 2中其他有关项目的要求。
SA387Gr11CL2钢应采用电炉或氧气转炉加真空脱气、精炼工艺冶炼，应为本质细晶粒镇静钢。
SA387Gr11CI2交货状态:根据不同的厚度和冲击要求，SA387Gr11CI2钢板的热处理选择正火加回火或者正火加快速冷却加回火的处理。
SA387Gr11C12执行标准: ASTM标准SA387Gr11C12主要用途:广泛应用于石油、化工、电站、锅炉等行业,用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、锅炉汽包、液化石油汽瓶、水电站高压水管、水轮机蜗壳等设备及构件。
SA387Gr11C12订货要求:1.按本标准供应的钢板应符合A20/A20M标准的要求。
这些要求包括试验和复试方法与程序、尺寸和重量的允许偏差、质量和缺陷的修补、标志和装载和订货信息。
2.除本标准规定的基本要求外，为满足最终使用要求而需更多的控制、试验或检验时，可采用若千附加要求。
采购方应查阅本标准中列出的附加要求和A20/A20M标准中的详细要求。
3. 如本标准中的要求与A 20/A 20M标准中的要求不一致时，则以本标准中的要求为准。
SA387Gr11 CL2 钢的性能水煤气加热器用 SA387Gr CL2 钢板供货状态为正火＋回火，该钢系低合金耐热钢，焊接时的主要问题是产生冷裂纹、再热裂纹。
低合金耐热钢焊接接头产生裂纹主要取决于钢种碳化物形成元素的特征及含量。
SA387Gr11 CL2 钢的化学成分见表 1。
耐热材料参数简介g
尺寸规格：7200(mm)×610(mm)×20(mm)
最高使用温度：1100℃
特点：低导热率、低热容、优良的抗拉强度与吸音性。
主要用途：各种回火炉与辊底炉的保温。
导热系数：λ20℃时为14W/K·m
热容量：C20℃时为0.5J/g·K
电阻率：90μΩ·cm
密度：7.9g/cm3
硅酸钙板
尺寸规格：1000(mm)×500(mm)×50(mm)
最高使用温度：1000℃
体积密度：1.7t/m3
特点：抗压和抗折强度高，线收缩变化小
主要用途：多用炉炉墙的保温。
赛拉板
种类：赛拉板100
尺寸规格：1200(mm)×1000(mm)×20(mm)
最高使用温度：1260℃
特点：高稳定性，高抗热震性，低导热率，
低热容。
主要用途：用于高温风扇包的隔热。
硅酸铝甩丝纤维毯
品名：高纯型(HP)
型号：LYGX-312
尺寸规格：7200(mm)×610(mm)×20(mm)
最高使用温度：1100℃
特点：低导热率、低热容、优良的抗拉强度与吸音性。
主要用途：抗渗碳还原性气氛炉的膨胀缝。
硅酸铝甩丝纤维模块
品名：高纯型(STD)
SZ10抗渗碳标准砖
尺寸规格：250(mm)×124(mm)×64(mm)
最高使用温度：1380℃
0~1000℃平均导热系数：0.42W/(m·K)
特点：低导热率、低热容、重烧线变化小。
主要用途：用于多用炉、推盘炉、铸链炉、
转底炉等渗碳性还原气氛炉的承重支撑。
SZ6抗渗碳标准砖
尺寸规格：250(mm)×124(mm)×64(mm)
022cr11ti氢气退火的技术参数
022cr11ti氢气退火的技术参数
022Cr11Ti，即22Cr11Ti马氏体耐热钢，是用于制造汽轮机叶片、高温紧固件等的高温耐热钢。
对于022Cr11Ti氢气退火的技术参数，具体包括以下内容：
1.退火温度：通常在900-1050℃之间。
2.加热速度：应缓慢加热，以避免材料产生裂纹。
3.保温时间：根据板材的厚度来确定，通常需要在2-3小时之间。
4.冷却速度：应缓慢冷却，以避免材料产生裂纹。
5.氢气气氛：在退火过程中，应保持氢气气氛的稳定，以避免氧化
或脱碳。
6.设备要求：使用专门的退火设备进行操作，以确保安全和产品质
量。
以上内容仅供参考，具体参数可能会因材料、设备、工艺等因素而有所不同。
在实际操作中，建议根据实际情况进行调整和优化。
耐热钢
5．1．4．2 耐热钢耐热钢是指在高温下有良好的化学稳定性和较高强度，能较好适应高温条件的特殊合金钢。
主要用于制造工业加热炉、内燃机、石油及化工机械与设备等高温条件工作的零件。
(1)耐热性的概念钢的耐热性包括热化学稳定性和高温强度两方面的涵义。
热化学稳定性是指钢在高温下抵抗各类介质的化学腐蚀的能力，其中最基本且最重要的是抗氧化性。
热化学稳定性主要由钢的化学成分决定。
在钢中加人Cr、Al和Si对提高抗氧化能力有显著的效果，因为Cr、Al和Si在高温氧化时能与氧形成一层完整致密具有保护性的Cr2O3，A12O3或SiO2氧化膜。
其中Cr 是首选的合金元素，当钢中WCr≈15％时，钢的抗氧化温度可达900℃；WCr ≈20％～25％时，钢的抗氧化温度可达1100℃。
稀土(少量的钇、铈等)元素也能提高耐热钢的抗高温氧化的能力。
这主要是由于稀土氧化物除了能改善氧化膜的抗氧化性能外，还能改善氧化膜与金属表面的结合力。
在钢的表面渗铝、渗硅或铬铝、铬硅共渗都有显著的抗氧化能力。
高温强度是指钢在高温下抵抗塑性变形和断裂的能力。
常用蠕变极限和持久强度这两个力学性能指标来考核。
通过在钢中加入Cr、Ni、W、Mo等元素形成固溶体，强化基体，提高再结晶温度，增加基体组织稳定性；加入V、Ti、Nb、Al等元素，形成硬度高、热稳定性好的碳化物，阻止蠕变的发展，起弥散强化的作用；微量B与稀土(RE)元素，强化晶界等措施可提高钢的高温强度。
(2)常用耐热钢按使用特性不同，耐热钢分为以抗氧化性为主要使用特性的抗氧化钢和以高温强度为主要使用特性的热强钢。
①抗氧化钢抗氧化钢大多数是在碳质量分数较低的高Cr钢、高CrNi钢或高Cr—Mn 钢基础上添加适量Si或Al配制而成的，主要有铁素体型和奥氏体型两类。
铁素体型抗氧化钢，如1Crl3SiAl，其最高使用温度900℃，常用作喷嘴、退火炉罩等。
奥氏体型抗氧化钢，如2Cr20Mn9Ni2Si2N和3Crl8Mnl2Si2N 钢具有良好的抗氧化性能(最高使用温度可达1000℃、抗硫腐蚀和抗渗碳能力，还具有良好的铸造性能，所以常用于制造铸件，还可进行剪切、冷热冲压和焊接。
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接摘要 A335-P22（化学成分为－1Mo）是ASME规范的表示方法，在国内表示为12Cr2Mo，属于高温铁素体合金耐热钢。
特点是工艺性能良好，对热处理的加热温度不太敏感，焊接性能也较好，具有良好的塑性，具有抗高温、难腐蚀。
最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。
目前，广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。
以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例，对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析，以指导现场焊接施工。
关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺1工程概况天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置，为全国首套大乙烯工程，具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术，质量要求严格等特点。
其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管，设计温度538℃，操作温度520℃，设计压力1 ，操作压力11MPa。
超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊，分散于热区、压缩区、急冷区、冷区，裂解炉区，共计管道延长米公里，共计焊口3300多道。
管道规格：Φ*～Φ610*。
焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。
耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。
高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。
2焊接准备工作材料检验A335-P22无缝钢管在注明标示外，外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的，所以在材料的验收、入库、保管、发放，必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定，认真核对材料的质量证明文件。
材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。
必须做到材料实物与材料证明相符合，并做上合格标记。
根据SH3501的要求，对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。
表1 A335-P22无缝钢管的化学成分表2 A335-P22无缝钢管的力学性能焊接材料焊接材料的选择应根据所焊管材的化学成分、力学性能及使用和施焊条件进行综合考虑的，所以焊接材料的合理选用必须慎重。
奥氏体不锈耐热钢
1．2 ASME 347HFG 和 TP347H 钢管的不同制作工艺 表 1.2 列出了 TP347H 钢的标准成分和实际成分。钢 ASME 347HFG 的成分和钢 TP347H
的相同。通常这种钢在电炉冶炼以后到成材经过的工艺为：热轧→软化处理→冷拔→固溶处 理。钢坯经过一定变形量的热轧加工以后，形变的奥氏体被形变硬化，为了进一步加工必须 作软化处理。软化处理是把形变硬化了的材料加热到其再结晶温度以上，使形变了的奥氏体 充分再结晶，同时也使大部分在热轧过程中析出的 M23C6 溶解，使钢材恢复到柔软易加工的 状态。通常软化处理的温度在 900-1000℃之间。软化处理后的钢材经过冷拔最后成材，但 此时钢材一方面又被冷作硬化，一方面在冷拔过程中还会有一定数量的第二相质点析出，这 些都是不利于提高抗高温蒸汽腐蚀性能和提高高温蠕变断裂强度的，因此最后还必须进行固 溶处理。固溶处理的目的在于使所有析出了的第二相质点尽可能重新固溶到基体中去，让它 们在以后的运行过程中缓慢的弥散的析出。欲令已经析出的 M23C6 全部重新固溶是较容易做 到的，因为 M23C6 型碳化物被加热到 850-900℃并保温一定时间就可以充分溶解，可是 NbC 类 的 MC 型碳化物就很不容易溶解。图 1.1 为 NbC 在 16.8Cr-13.25Ni-0.07C-0.9Nb 钢γ相中的 溶解度[2]。
高合金马氏体耐热钢的热变形表观激活能
高合金马氏体耐热钢的热变形表观激活能高合金马氏体耐热钢是一种重要的工程材料，由于其优异的耐热性能，特别是其热变形表观激活能，该材料拥有良好的应用前景。
因此，了解高合金马氏体耐热钢的热变形表观激活能对于钢材的改善有重要意义。
本文就该材料的热变形表观激活能进行研究，介绍其有关的主要特性，并分析其影响因素。
一、热变形表观激活能的定义热变形表观激活能是指材料在加热过程中所需要的能量，可以用以下公式表示：A = KT/ln(T2/T1)；其中，A表示热变形表观激活能；K表示热变形参数；T1和T2分别表示加热温度和热变形温度。
二、高合金马氏体耐热钢的热变形表观激活能高合金马氏体耐热钢的热变形表观激活能取决于其材料成分和温度。
它由以下几部分组成：（1）热变形参数K热变形参数K取决于热变形温度，热变形速率和材料组成。
当热变形温度和热变形速率增加时，K值也会增加；而材料组成影响K值的大小，增加高合金马氏体耐热钢中的Ni、Cr成分，可以提高K值。
（2）温度T1和T2温度T1代表加热温度，T2代表热变形温度。
T2一般较T1高，即热变形温度应高于加热温度。
两者的变化也会影响热变形表观激活能。
（3）材料组成材料组成也会影响高合金马氏体耐热钢的热变形表观激活能。
如增加Ni、Cr成分可以提高材料的热强度和耐热性，使热变形温度升高，从而提高热变形表观激活能。
三、热变形表观激活能的影响因素热变形表观激活能受材料成分和温度等因素的影响，但是由于材料组成和温度是相互关联的，因此可以概括为两个主要因素：热变形参数K和温度T1和T2。
（1）热变形参数K热变形参数K受热变形温度和热变形速率、材料组成三个参数的影响。
随着温度和热变形速率的提高，K值也会增加；而材料组成的变化可以影响K值的大小，增加高合金马氏体耐热钢中的Ni、Cr成分可以提高K值。
（2）温度T1和T2温度T1和T2是变形表观激活能的主要参数，T2一般高于T1。
增加T2可以使变形过程更加快速和细致，但T2不能太高，过高的温度会导致材料的晶粒结构破坏。
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265
钢种
1Cr18Ni9Nb 1Cr23Ni18 1Cr25Ni20Si2
3
试验温 σb
热处理
度℃ MPa
600 363
700 352
1100℃
20
550
奥氏体处理 600 372
650 343
700 294
1040-1150 20
539
℃水.空冷 600 451
650 392
700 323
800 196
78 59
127 54 47
10
编制说明: 1.(1)摘至 GB8492-87 耐热钢铸件; 2.(2)摘至 GB9437-88 耐热铸铁件; 3.(3)摘至“钢铁厂工业炉设计参考资料”； 4.其他数据摘至“耐热钢和高温合金”一书; 5.本资料供设计参考用,必须根据使用情况经过强度计算确定使用温度。
12Cr1MoV 1000-1020 480
412
(俄 12MXф, ℃正火
500 343
英 660, 720-760℃
多元 德 14MoV63,) 回火
540 354
合金
580
化耐
600 216
热钢
20 539
1000-1035 580
12Cr2MoWVTiB ℃正火
(102 钢)
600
760-780℃
持久强度 MPa σ104 σ105
蠕变极限 MPa
4
σ1/10
5
σ1/10
15.48
9.52
4.92
1.62
使用温度
950℃
注: 600-900℃时
不宜使用
14.8 7.4 3.17 16.2 10.55 7.4 3.17 1.76
1150-1200℃ 注:小于 950 ℃时机械性
能较差
钢种
锅炉用钢板 15G
1
耐热铸铁、耐热钢性能参数
耐热铸铁：(2)（下列温度时的抗拉强度 MPa）
20
500
600
700
800
RTCr
200
225
144
RTCr2
150
243
166
RTCr16
340
144
RTSi5
140
41
27
RQTSi4
480
75
35
RQTSi4Mo
540
101
46
RQTSi5
370
67
30
RQTAl4Si4
950℃退火 20
490
ZG35Cr28Ni16(1)
950℃退火 20
490
ZG40Cr25Ni20(1)
950℃退火 20
440
ZG40Cr30Ni20(1)
950℃退火 20
450
ZG35Cr24Ni18Si2(1) 950℃退火 20
390
ZG30Ni35Cr15 (1) 950℃退火 20
250
82
RQTAl5Si5
200
00 使用温度
550
600
88
900
700
650-700
680-780
800-900
32
900
75
1050
77
1100
钢种
热处理 试验温 σb 度℃ MPa
低镍、无镍奥氏体耐热铸钢：
ZG40Cr9Si2
900℃退火 20
550
900
炉辊推荐材料 Cr25Ni12（3）
980 1040 1090 1150 1200
12.67 4.92
750℃
6
钢种
Cr25Ni20（3）
Cr15Ni35（3） Cr28Ni48W5（3）
试验温 σb
热处理
度℃ MPa 980 1040 1090 1150 1200 980 1040 1090 980 1040 1090 1150 1200
1040-1150 20
588
℃水.空冷 600
700
800
900
1000
持久强度 MPa σ104 σ105 196 98
147 98 49
142 98 108 69 54 34 29 13
178 39.2 18 6.9 1.5
78 19.6 7.8 2.9 0.5
蠕变极限 MPa
4
σ1/10
5
σ1/10
蠕变极限 MPa
4
σ1/10
5
σ1/10
使用温度
216
147
550℃
69
34
600-700℃
600-700℃
600-700℃ 最高 750℃
9
钢种
热处理 试验温 σb 度℃ MPa
538
566
含
T7
Cr5%
铬钼
钢
退火
600
620
650
540
1Cr6Si2Mo
退火
600
650
20 537
450 392
ZG30Cr18Mn12Si2N 固溶处理 20
490
900
ZG20Cr20Mn9Ni2Si2N 固溶处理 900
持久强度 MPa
σ104
σ105
16-17 10-11
蠕变极限 MPa
使用温度
抗氧化-负载
700-800
950
900
2
钢种
热处理 试验温 σb 度℃ MPa
ZG40Cr22Ni4N
固溶处理 900
1Cr18Ni9Ti
奥氏体处理
20 540
550 427
持久强度 MPa
σ104
σ105
8-12 28
蠕变极限 MPa
σ0.1%/ σ0.01%/
103h
102h
使用温度
抗氧化-负载
950
1100
1050-650
650-600
188
195
65
69
96
54
69
45
37
17
4
σ1/10
5
σ1/10
700-600
回火
620
650
持久强度 MPa σ104 σ105
52 36 25.5 18.6 12 68 36 19.6
196 157 98 78 59
122 90 68
蠕变极限 MPa
4
σ1/10
5
σ1/10
使用温度
600-700℃ 最高 750℃
600-700℃ 最高 750℃
186 540-560℃
127 最高 580℃
溶处理
650
800℃时效
ZG1Cr25Ni13Ti
1160-1180 600
℃空冷,760
-780℃时效 650
持久强度 MPa σ104 σ105
176 147 113
118 74
蠕变极限 MPa
4
σ1/10
5
σ1/10
使用温度
98-137
600℃长期工
88
作（阀门）
57.870.2 39.2
650℃长期工 作
440
ZG45Ni35Cr26 (1) 950℃退火 20
440
ZGCr28(1)
持久强度 MPa σ104 σ105
17 7.8 2.9
蠕变极限 MPa
4
σ1/10
5
σ1/10
22.5
10
4.1
使用温度
1100-1200℃ 要求（炉底 辊、吊具炉
管）
900℃ 1100℃ 1150℃ 1150℃ 1150℃ 1100℃ 1150℃ 1150℃ 1050℃
2000．9
ZG3Cr18Ni25Si2
900 1000 1100
15.7 8.0 3.04
16.4 6.2 1.3
31.8 14.6 6.8
1100℃承受 一定载荷
ZG4Cr25Ni20Si2 ZG4Cr25Ni35Si2
1150℃
空冷
900 1000 1100
1150℃
空冷
900 1000 1100
21.7 10.8 4.6
13.5 6.0 2.7
34 14.4
4
13.7 5.9 1.9
17.6 8
2.45
＜1200℃ （炉底辊、 吊具炉管）
1000℃综合 性能较高的
部件）
5
钢种
ZG4Cr28Ni48W5Si
试验温 σb
热处理
度℃ MPa
900
1000
1100
ZG30Cr20Ni10(1)
950℃退火 20
490
ZG35Cr26Ni12(1)
20 412
920℃正火 475 680℃回火 500
550
900-950℃ 500
淬火, 550
600-700℃ 560
回火
600
510
566
退火
600
620
650
500
525
退火
566
600
600
持久强度 MPa σ104 σ105
245 196 157 118 108 69
118 86 51 34 78 42 31 20.6 13.5 108.8 88 47 31 20.6
低
碳
20G
钢
25G
低
合 16Mo
金