不锈钢和耐热钢
不锈钢和耐热钢

第四节不锈钢和耐热钢通常所说的不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。
所谓不锈钢是指能抵抗大气及弱腐蚀介质的钢;而耐酸钢是指在各种强腐蚀介质中耐蚀的钢。
实际上没有绝对不锈、不受腐蚀的钢种,只是在不同介质中腐蚀速度不用而已。
通常分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢以及奥氏体不锈钢三类。
马氏体不锈钢:含Cr量w cr>12%,主要包括1Cr13,2Cr13 不锈钢,具有较高的塑性、冲击韧性和良好的综合力学性能,常用来制造汽轮机叶片、水压机阀以及在较高温度下工作的螺钉、螺帽等机器零件。
马氏体不锈钢多用于制造机械性能要求较高、耐蚀性要求较低的零件。
该型不锈钢淬透性好,锻造后应缓慢冷却,以防残余应力过大引起锻件表面产生裂纹,锻造后应立即进行完全退火或高温回火以提高钢的塑性。
为了提高钢的耐蚀性和机械性能,Cr13型钢要进行淬火与回火。
马氏体不锈钢有回火脆性倾向,回火后应采用较快速度冷却。
铁素体不锈钢:含Cr量W cr>15%,含碳量低W c<0.15%, 在加热和冷却过程中没有或很少发生〉= 转变。
该类钢在氧化性酸中具有良好的耐蚀性,同时具有较高的抗氧化性能,广泛用于硝酸、氮肥、磷酸等工业,也可作为高温下的抗氧化材料。
常用牌号为:1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28、1Cr25Ti 及1Cr17Mo2Ti等。
该类钢的主要缺点是韧性低,脆性大。
引起脆性的原因有三方面:①晶粒粗大;②475C脆性;③二相脆性。
奥氏体不锈钢:工业上应用最广泛的不锈钢,含碳量小于0.1%,最常见的是W cr= 18%、W Ni = 9%的所谓的18-8型不锈钢。
0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、2Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti 等都属于18-8型钢。
加Ti和Nb是为了消除晶间腐蚀,加入Mo和Cu是为了提高钢在盐酸、硫酸、磷酸、尿素中的耐蚀性。
该类钢具有很好的耐蚀性,同时具有优良的抗氧化性和高的机械性能。
材料焊接性之不锈钢及耐热钢的焊接

材料焊接性之不锈钢及耐热钢的焊接引言焊接是一种常用的金属连接方法,可以将不同材料的金属零件连接在一起。
然而,不同材料的焊接性能存在差异,需要针对不同材料选择合适的焊接方法和技术参数。
本文将重点讨论不锈钢及耐热钢的焊接性能及相关注意事项。
不锈钢焊接性不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的材料,在很多领域得到广泛应用,如航空航天、化工、食品加工等。
然而,不锈钢的焊接性能相对较差,主要表现在以下几个方面:1.焊接变形:不锈钢在焊接过程中容易产生变形,特别是薄板的不锈钢更容易变形。
这主要是由于不锈钢的热导率较低,焊接过程中热量会聚集在焊缝附近,导致局部温度升高,引起膨胀和变形。
2.易开裂:不锈钢焊接容易产生热裂纹和冷裂纹。
热裂纹主要是因为不锈钢含有较高的含碳量,并且在焊接过程中产生的晶界液滴容易凝固形成裂纹。
冷裂纹则是由于焊接过程中残余应力引起的。
3.易产生气孔:不锈钢焊接还容易产生气孔,主要是由于不锈钢表面有一层氧化膜,焊接时难以完全消除,氧化膜中的气体会被封闭在焊缝中形成气孔。
为了克服不锈钢焊接的问题,我们可以采取以下几个措施:•合理选择焊接方法:根据不同情况选择合适的焊接方法,如手工弧焊、TIG焊、MIG/MAG焊等。
不锈钢薄板焊接可以选择TIG焊,对于厚板可以选择手工弧焊或MIG/MAG焊。
•控制焊接变形:采取适当的预热和后续处理方法,减少焊接变形。
可以通过加热、加压、采用夹具等方式控制焊接变形。
•选择合适的焊接材料:选择合适的焊丝和焊剂,以提高焊接质量和性能。
推荐使用低碳或超低碳不锈钢焊丝,同时选用适合不锈钢的焊剂。
•控制焊接参数:合理控制焊接电流、电压、焊接速度等参数,以避免产生过大的热量和过多的焊接变形。
耐热钢焊接性耐热钢是一种能够在高温环境下保持稳定性能的材料,常用于石油化工、电力、制造等领域。
耐热钢的焊接性能相对较好,但仍存在以下一些问题:1.易烧穿:耐热钢的烧穿性较强,容易在焊接过程中烧穿母材,特别是对于板材焊接来说。
不锈钢和耐热钢_牌号及化学成分 -回复

不锈钢和耐热钢_牌号及化学成分-回复不锈钢和耐热钢是两种常见的金属材料,它们具有不同的化学成分和特性,在各自领域有广泛的应用。
本文将详细介绍不锈钢和耐热钢的牌号及化学成分,并探讨它们的特性以及主要应用领域。
一、不锈钢的牌号及化学成分不锈钢是一种具有耐腐蚀性的钢材,主要成分为铁、铬、镍和其他掺杂元素。
这些元素的含量和比例决定了不锈钢的牌号和性能。
以下是一些常见的不锈钢牌号及其化学成分:1.304不锈钢:含有18的铬和8的镍,还有少量的碳、硅和锰。
它是最常见的不锈钢类型,具有优良的耐腐蚀性和可塑性,适用于制作家具、厨具、管道等。
2.316不锈钢:含有16-18的铬、10-14的镍和2-3的钼,以及少量的碳、硅和锰。
它比304不锈钢更耐腐蚀,特别适用于海洋环境和化学工业。
3.430不锈钢:含有16-18的铬和少量的镍,还有少量的碳和硅。
它具有较差的耐腐蚀性,但具有良好的耐热性和可塑性。
主要用于制作家居用品和汽车零部件。
以上只是不锈钢中的几种常见牌号,不锈钢的种类繁多,每种牌号的化学成分都略有不同,以满足不同的使用需求。
二、耐热钢的牌号及化学成分耐热钢是一种能够在高温环境下保持稳定性能的钢材,其化学成分和牌号也具有一定的差异。
以下是一些常见的耐热钢牌号及其化学成分:1.310S耐热钢:主要由铁、25的镍、20的铬和少量的钼组成,同时还含有少量的碳、锰和硅。
它具有优良的耐高温和耐腐蚀性能,常用于制造炉具、熔炼设备和高温管道。
2.253MA耐热钢:含有20-22的铬、10-12的镍和0.4-0.8的氮,以及少量的硅、锰和钼。
它具有较高的抗氧化性能和耐腐蚀性,在高温环境下表现出色,适用于制造高温炉具和燃气涡轮。
3.347H耐热钢:含有17-19的铬、9-13的镍和小量的钛、铌等元素。
它具有良好的耐高温和耐腐蚀性能,适用于制造石化设备、化工容器等。
以上的耐热钢牌号只是其中的一部分,耐热钢的种类也非常丰富,每种牌号的化学成分都有所不同,以满足各种高温应用需求。
不锈钢和耐热钢的金相组织及检验课件

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• 奥氏体耐热钢 • 4Cr14Ni14W2Mo钢中的铬镍含量较多,在
室温就可得到奥氏体组织,该钢组织为奥 氏体+碳化物,在800℃下能耐热不起皮
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不锈钢和耐热钢的金相 组织及检验
中级班
1
不锈钢及其金相检验
. 不锈钢——在空气和弱腐蚀介质中抵抗腐 蚀的钢
. 耐酸钢——在酸、盐溶液等强腐蚀介质中 抵抗腐蚀的钢
统称不锈耐酸钢,简称不锈钢
2
. 金属腐蚀概念 化学腐蚀:金属和周围介质发生化学反映而
使金属损坏的现象。(不产生电流)
铸铁在高 温下氧化
3
11
12
13
• 2Cr13钢,淬火温度: 980~1000 ℃,经 1050 ℃油淬后,组织为马氏体+少量残余 奥氏体,经650 ℃回火后,组织为索氏体
14
15
. 3Cr13、4Cr13,淬火温度一般为1050℃~ 1100 ℃ ,淬火组织为马氏体+未溶碳化物, 回火后组织为索氏体+碳化物
. 电化学腐蚀:金属与电解质溶液构成微电 池而引起的腐蚀。
4
5
. 提高金属抗蚀性的途径: • 加入Cr、Ni、Si等合金元素,使钢在室温下
得到单相的固溶体 • 加入的Cr、Ni等合金元素使钢表面形成致
密的氧化物防护膜 • 减少或消除钢中存在的应力、组织和成分
不均匀现象
6
. 不锈耐酸钢的分类 铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢、沉淀硬 化钢
31
. δ铁素体和σ相 . δ铁素体是在高温区域形成的相,形成原因
是加热温度过高,停留时间过久,化学成 分波动或形成铁素体与奥氏体的元素达不 到平衡等原因而形成。
不锈钢及耐热钢的分类和特性

3. 按空冷后显微组织分类
1)奥氏体钢 是应用最广的一类,分为18-8系列(如0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti、 1Cr18Mn8Ni5N、0Cr18Ni12Mo2Cu等)和25-20系列(如2Cr25Ni20Si2、 4Cr25Ni20和00Cr25Ni22Mo2等)两大类。供货状态多为固溶处理态。此外,还 包括沉淀硬化钢,如0Cr17Ni4CuNb(简称17-4PH)和 0Cr17Ni7Al(简称177PH)。 2)铁素体钢 含Cr17%~30%,主要用作耐热钢,也用作耐蚀钢,如1Cr17、1Cr25Si2及 00Cr30Mo2高纯铁素体钢。铁素体钢多以退火状态供货。 3)马氏体钢 以Cr13系列最为典型,如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13及1Cr17Ni12。以 Cr12为基的1Cr12MoWV多元合金马氏体钢,用作热强钢。热处理对马氏体钢力学 性能影响很大,须根据要求规定供货状态,或者是退火状态,或者是淬火+回火状 态。 4)双相不锈钢 钢中奥氏体占40%~60%,δ铁素体占60%~40%,这类钢具有优异的抗腐蚀 性能。最典型的有18-5型、22-5型、25-5型,如00Cr18Ni5Mo3Si2、 00Cr22Ni5Mo3N、0Cr25Ni7Mo4WCuN。与18-8钢相比,主要特点是提高Cr而 降低Ni,同时添加Mo和N。这类双相不锈钢以固溶处理态供货。
(2) 合金化问题(热强性)
耐热钢的高温性能中首先要保证抗氧化性。为此钢中一般含有Cr、 Si或Al,可形成致密完整的氧化膜而防止继续发生氧化。 热强性是指在高温下长时间工作对断裂的抗力(持久强度),或在 高温下长时间工作时抗塑性变形的能力(蠕变抗力)。 提高钢的热强性,措施主要是: ① 提高Ni含量以稳定基体,利用Mo、W固溶强化,提高原子间结 合力。 ② 形成稳定的第二相,主要是碳化物相(MC、M6C或M23C6)。 为提高热强性希适当提高C含量(这一点与耐蚀性的要求相反)。 同时加入强碳化物形成元素Nb、Ti、V等更有效。 ③ 减少晶界和强化晶界,如控制晶粒度并加入微量B或RE等,如奥 氏体钢0Cr15Ni26Ti2MoVB中添加B 0.003%。
不锈钢与耐热钢金相检验

不锈钢与耐热钢金相检验引言不锈钢和耐热钢是常用的金属材料,常用于制造机械零件、石油化工设备、核工业等领域。
金相检验是一种常用的检验方法,可以通过观察材料的组织结构来评估材料的质量和性能。
本文将介绍不锈钢和耐热钢金相检验的原理、方法和应用。
不锈钢的金相检验原理不锈钢是一种含有至少12%铬的合金,具有良好的抗腐蚀性能。
金相检验可以通过显微镜观察不锈钢的晶粒和相组成,评估不锈钢的抗腐蚀性能、硬度等性能。
方法进行不锈钢金相检验的步骤如下:1.采集不锈钢样品,并进行打磨和抛光处理,以便观察材料的组织结构。
2.用显微镜观察样品的金相结构,可以使用光学显微镜或电子显微镜。
3.观察样品的晶粒大小、相含量、相分布等特征,并进行记录和分析。
4.根据金相观察结果,评估不锈钢的质量和性能,比如抗腐蚀性能和机械性能。
应用不锈钢金相检验广泛应用于以下领域:1.制造业:用于评估不锈钢材料的质量和性能,确保产品符合标准要求。
2.石油化工:用于检验不锈钢管道和储罐等设备的抗腐蚀性能。
3.食品加工:用于评估不锈钢机械设备的卫生性能。
4.医疗器械:用于检验不锈钢器械的材料质量和表面加工质量。
耐热钢的金相检验原理耐热钢是一种能耐受高温环境的钢材,主要用于制造高温设备和耐火材料。
金相检验可以通过观察耐热钢的相组成和显微结构来评估材料的高温性能。
方法进行耐热钢金相检验的步骤如下:1.采集耐热钢样品,并进行打磨和抛光处理,以便观察材料的组织结构。
2.使用显微镜观察样品的金相结构,可以使用光学显微镜或电子显微镜。
3.注意观察样品的结构稳定性和相分布情况,评估耐热钢在高温环境下的性能。
4.根据金相观察结果,评估耐热钢的质量和性能,比如抗氧化性能和耐火性能。
应用耐热钢金相检验广泛应用于以下领域:1.火力发电:用于评估耐热钢管道和锅炉等设备的高温性能。
2.航空航天:用于检验耐热钢材料的高温稳定性和变形情况。
3.冶金行业:用于评估耐火材料的材料质量和耐久性。
最耐高温的钢材排名

最耐高温的钢材排名一、铬镍奥氏体不锈钢(如310S)1. 耐温性能- 310S不锈钢具有良好的耐高温性能,能在900 - 1150℃的高温环境下保持较好的强度和抗氧化性。
其铬含量高达24 - 26%,镍含量为19 - 22%,这种高铬镍的成分组合使其在高温下形成致密的氧化铬保护膜,阻止进一步氧化。
2. 应用领域- 常用于高温炉部件,如炉胆、炉管等,在化工、石油等行业的高温反应设备中也有广泛应用。
二、镍基高温合金(如Inconel 600、Inconel 718等)1. Inconel 600- 耐温性能- 可以承受高达1100℃左右的高温。
它具有优异的高温强度和抗氧化、抗腐蚀性能,镍含量超过72%,还含有铬(14 - 17%)等元素。
铬元素有助于提高抗氧化性,而镍则赋予合金良好的高温稳定性。
- 应用领域- 在核工业中的高温反应堆部件、化工行业的高温耐腐蚀设备等方面应用广泛。
2. Inconel 718- 耐温性能- 在650 - 980℃范围内具有较高的强度和良好的抗疲劳性能。
它含有镍(约50 - 55%)、铬(17 - 21%)、铌(4.75 - 5.5%)等多种元素,铌的加入通过形成γ''相沉淀强化,提高合金在高温下的强度。
- 应用领域- 常用于航空发动机高温部件,如涡轮盘、叶片等,也在石油开采的高温高压环境设备中有应用。
三、钴基高温合金(如Haynes 188)1. 耐温性能- Haynes 188钴基高温合金的熔点较高,可在1090℃左右的高温下使用。
它含有约22%的铬、22%的镍、14%的钨等元素。
钨元素提高了合金的高温强度,铬和镍有助于抗氧化和抗腐蚀。
2. 应用领域- 在航空航天领域的高温燃烧室部件、燃气轮机的高温部件等方面有应用。
四、铁素体耐热钢(如1Cr13)1. 耐温性能- 1Cr13铁素体耐热钢能够在500 - 700℃的温度范围内工作。
它的铬含量为11.5 - 13.5%,铬元素使钢在高温下形成抗氧化的保护膜,具有一定的高温强度和抗氧化性。
不锈钢和耐热钢_牌号及化学成分

不锈钢和耐热钢_牌号及化学成分不锈钢和耐热钢是两种不同的钢材,其牌号和化学成分有所区别。
不锈钢(Stainless Steel)是一种具有耐腐蚀性的钢材,其主要成分是铁、铬、镍和钼等元素。
常见的不锈钢牌号包括304、316、321等。
以下是常见不锈钢牌号及其化学成分:-304不锈钢:C≤0.08,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.045,S≤0.030,Ni≤10.5,Cr≤19.0-20.0-316不锈钢:C≤0.08,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.045,S≤0.030,Ni≤10.0-14.0,Cr≤16.0-18.0,Mo≤2.0-3.0-321不锈钢:C≤0.08,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.045,S≤0.030,Ni≤9.0-12.0,Cr≤17.0-20.0,Ti≤5*C%,即:0.70≤Ti≤1.00耐热钢(Heat-Resistant Steel)是指在高温下保持较好力学性能和耐热性能的钢材。
其化学成分与不锈钢略有不同,包括铁、铬、钼、铝等元素,同时添加了一些稀土元素。
常见的耐热钢牌号包括1Cr13Al4、1Cr18Ni9Ti等。
以下是常见耐热钢牌号及其化学成分:-1Cr13Al4耐热钢:C≤0.12,Si≤0.80,Mn≤0.70,P≤0.040,S≤0.030,Cr≤12.0-15.0,Al≤4.0-6.0-1Cr18Ni9Ti耐热钢:C≤0.08,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.045,S≤0.030,Ni≤8.0-11.0,Cr≤17.0-20.0,Ti≤5*C%,即:0.70≤Ti≤1.00需要注意的是,不同厂商和标准对于不锈钢和耐热钢的牌号和化学成分有所差异,以上仅为常见的一些牌号及其大致化学成分,具体应以实际需求和标准为准。
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、不锈钢:按成分可分为Cr系(400系列)、Cr—Ni系(300系列)、Cr- Mn —Ni (200 系列)及析出硬化系(600系列)。
200系列一铬-镍-锰奥氏体不锈钢300系列一铬-镍奥氏体不锈钢301—延展性好,用于成型产品。
也可通过机械加工使其迅速硬化。
焊接性好。
抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
302 —耐腐蚀性同304,由于含碳相对要高因而强度更好。
303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
304 —即18/8不锈钢。
GB牌号为0Cr18Ni9。
309—较之304有更好的耐温性。
316—继304之后,第二个得到最广泛应用的钢种,主要用于食品工业、制药行业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。
由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。
SS316则通常用于核燃料回收装置。
18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
型号321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
400系列一铁素体和马氏体不锈钢。
408—耐热性好,弱抗腐蚀性,11%的Cr,8%的Ni。
409—最廉价的型号(英美),通常用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。
410—马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。
416 —添加了硫改善了材料的加工性能。
420—“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。
也用于外科手术刀具,可以做的非常光亮。
430—铁素体不锈钢,装饰用,例如用于汽车饰品。
良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。
440—高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。
最常见的应用例子就是“剃须刀片”。
常用型号有三种:440A、440B、440C,另外还有440F (易加工型)。
500系列一耐热铬合金钢。
600系列一马氏体沉淀硬化不锈钢。
不锈钢630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号,通常也叫17-4;17%Cr, 4%Ni。
“不锈钢” 一词不仅仅是单纯指一种不锈钢,而是表示一百多种工业不锈钢,所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。
成功的关键首先是要弄清用途,然后再确定正确的钢种。
有关不锈钢的进一步详细情况可参见由NiDI编制的"不锈钢指南"软盘。
幸而和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种。
它们都含有17〜22%的铬,较好的钢种还含有镍。
添加钼可进一步改善大气腐蚀性,特别是耐含氯化物大气的腐蚀。
二耐热钢:耐热钢是指在高温下工作的钢材。
耐热钢的发展与电站、锅炉、燃气轮机、内燃机、航空发动机等各工业部门的技术进步密切相关。
由于各类机器、装置使用的温度和所承受的应力不同,以及所处环境各异,因此所采用的钢材种类也各不相同。
这里所谈的温度是个相对的概念。
最早在锅炉和加热炉中使用的材料是低碳钢,使用的温度一般在200E左右,压力仅为0.8MPa。
知道现在使用的锅炉用低碳钢,如20g,使用温度也不超过450C,工作压力不超过6MPa。
随着各类动力装置的使用温度不断提高,工作压力迅速增加,现代耐热钢的使用温度已高达700C,使用的环境也变得更加复杂与苛刻。
现在,耐热钢的使用温度范围为200〜800°C,工作压力为几兆帕到几十兆帕,工作环境从单纯的氧化气氛,发展到硫化气氛、混合气氛以及熔盐和液金属等更复杂的环境。
现按珠光体型低合金热强钢、马氏体型热强钢、阀门钢、铁素体型耐热钢、奥氏体型耐热钢、等分别介绍如下。
(1)珠光体型低合金热强钢该种钢的代表:12Cr1MoV此种钢组织稳定性较好,当温度高达580C时仍具有良好的热强性。
(2)马氏体型热强钢该种钢的代表:Cr12型马氏体热强钢,有优良的综合力学性能、较好的热强性、耐蚀性及振动衰减性,广泛用于制造汽轮机叶片而形成独特的叶片钢系列,并广泛用作气缸密封环、高温螺栓、转子和锅炉过热器、在热器管、燃气轮机涡轮盘、叶片、压缩机及航空发动机压气机叶片、轮盘、水轮机叶片及宇航导弹部件等。
(3)阀门钢阀门钢是耐热钢的一个重要分支,该种钢的代表:21Cr-9Mn-4Ni-N钢(21-4N),与21Cr-12NiN、14Cr-14Ni2W-Mox相比,性能优越较经济,在汽油机排气阀门上迅速得到广泛应用。
(4)铁素体型耐热钢在室温和使用温度条件下这类钢的组织为铁素体。
这类钢铬含量高于12%,不含镍,只含有少量的硅、钛、钼、铍等元素。
(5)奥氏体型耐热钢一般制作用于600C以上承受较高应力的部件,其抗氧化性温度可达850〜1250C。
这类钢基本上是和不锈钢同时发展起来的,有些钢同时就是优异的奥氏体型不锈钢。
(6)沉淀硬化型耐热钢沉淀硬化型耐热钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化耐热钢(如0Cr17Ni4Cu4Nb)、 (半奥氏体-马氏体过滤型)沉淀硬化耐热钢(如0Cr17Ni7AI和0Cr15Ni7Mo2AI ) 和奥氏体沉淀硬化耐热钢(如0Cr15Ni25Ti2MoVB )等。
2、耐热钢的分类2.1按合金元素含量分类(a)低碳钢:在此类钢中部含或很少含有其他合金元素,其碳含量一般不超过0.2%。
(b)低合金耐热钢:在此类钢中都含有一种或几种合金元素,但含量不高,一般钢中所含合金元素的总量不超过5%,碳含量不超过0.2%.(c)高合金耐热钢:在此类钢中合金元素多,合金元素含量一般在10%以上,甚至咼达30%以上。
2.2按钢的特性分类(a)抗氧化钢(或称耐热不起皮钢):此类钢在高温下(一班在550〜1200C)具有较好的抗氧化性能及抗高温腐蚀性能,并有一定的高温强度。
用于制造各类加热炉用零件和热交换器,制造热汽轮机的燃烧市、锅炉吊瓜、加热炉炉底板和辊道以及炉管等。
抗氧化性能是主要指标,部件本身不承受很大压力。
(b)热强钢:在高温(通常在450〜900 E)既能承受相当的附加应力又要具有优异的抗氧化、抗高温气体腐蚀能力,通常还要求承受周期性的可变赢利。
通常用作汽轮机、燃气轮机的转子和叶片,锅炉的过热器、高温下工作的螺栓和弹簧、内燃机的进排气阀、石油加氢反应器等。
2.3按钢的主要用途分类工业炉用耐热钢:除反应堆、电站锅炉、石化工业炉外,在冶金、机械、建材、轻工等工业中,广泛用作热交换器、加热炉管、反映罐等多种炉窑中的各种耐热部件,除采用板、管、棒等耐热钢变形材外,并采用大量的耐热钢铸件。
4、耐热钢的基本性能4.1主要合金元素在耐热钢中的作用耐热钢中常见的合金元素有铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、硅(Si)、铝(AI)、钛(Ti )、铌(Nb)、硼(B)、钻(Co)、锰(Mn )、碳(C)、氮(N)、稀土(Re)、铜(Cu)、铁(Fe)等。
磷和硫一般为有害的杂质元素。
铬、铝、硅和稀土元素能提高耐热钢的抗氧化性能。
铬、钼、钨、钒、钛、铌、钻、硼、稀土等能提高或改善耐热钢的热强性。
铁为耐热钢的基本元素。
镍和锰的作用主要是获得奥氏体组织。
下面分别介绍一下主要合金元素在耐热钢中的作用。
4.1.1 铬铬是耐热钢中抗高温氧化和抗高温腐蚀的主要元素,并能提高耐热钢的热强性。
耐热钢的抗高温腐蚀性能与其含铬量有一定的关系。
因此常用的耐热钢的铬含量应不低于12%。
4.1.2 镍镍是耐热钢中的重要合金元素之一。
为了使钢在室温下获得纯奥氏体组织,其中镍含量不低于25%。
但当钢中含有其他合金元素时,为获得纯奥氏体组织,镍含量可适当减少。
例如,当钢中含碳量0.1%含碳量为18%时,为了获得钢的纯奥氏体组织,含镍量为8%即可,这就是典型的18-8型奥氏体耐热不锈钢。
当钢中含有其他铁素体形成元素时,为获得纯奥氏体组织,含镍量就要增加,如不增加镍含量,或降低镍含量,就会出现双向组织,或出现不稳定的奥氏体组织,冷加工时可能产生相变(奥氏体组织转变为马氏体组织)。
4.1.3 钼钼为难熔金属,熔点高(2625C)。
对提高耐热钢的热强性有较好的作用。
4.1.4 钨钨为难熔金属,熔点高(3380C)。
加钨可提高固溶体的热强性。
4.1.5 钒钒为难溶金属,熔点高(1910C)钒是提高铁素体型耐热钢的热强性的有效元素,钒也在奥氏体型耐热钢中获得应用,但钒含量一般在0.3%〜0.5%之间。
4.1.6 硅硅是耐热钢中抗高温腐蚀的有益元素,同时,在钢中加入硅也能改善它在室温条件下工作的性能。
耐热钢中的硅含量一般不超过2%。
4.1.7 铝铝是耐热钢中抗氧化的重要合金元素,,耐热钢中的铝含量一般不超过6%。
4.1.8 钛钛是强碳化物形成元素之一,目的是防止间接腐蚀。
4.1.9 铌铌也是强碳化物形成元素,铌的碳化物在高温下十分稳定,只比钛的碳化物略为逊色。
由于铌具有良好的热强性,因此铌在体合金耐热钢和高合金耐热钢中获得了广泛的应用。
高合金耐热钢中的铌含量一般为1%〜2%。
4.1.10 硼硼与氮和氧都有很强的亲和力,钢中微量硼(0.001%)就可以成培地提高其淬透性。
在珠光体耐热钢中,微量硼可以提高钢的高温强度;在奥氏体耐热钢中加入0.025%硼可以提高其抗蠕变性能,但彭含量较高时,其作用相反。
加入硼强化晶界对增强耐热钢的持久强度十分重要。
硼原子主要分布在晶界上,因此硼对强化晶界起着重要的作用。
4.1.11 钻钻在奥氏体型耐热钢中的作用与镍的作用类似,在铬镍奥氏体型耐热钢中加钻对提高该钢的耐高温腐蚀性能是有利的。
钻是一种稀有而昂贵的金属,应当节约使用。
4.1.12 锰锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,它使钢形成和稳定奥氏体组织的能力仅次于镍,以锰代镍的耐热钢,有广泛的用途。
锰对钢的高温瞬时强度虽有所提高,但对持久强度和蠕变强度则没有什么显著的作用。
4.1.13 碳碳是钢中不可缺少的元素。
碳在钢中的强化作用与它形成的碳化物的成分和结构有着密切的关系,其强化作用也与温度有关。
随着温度的升高,由于碳化物的聚集,强化作用有所下降。
钢中碳含量增加,会降低钢的塑性和可焊性。
因此除强度要求较高的钢中外,一般奥氏体型耐热钢中的碳含量都控制在较低的范围内。
4.1.14 氮氮作为合金化元素在奥氏体型耐热钢中的作用与碳有些类似。
在铬镍奥氏体型耐热钢中含氮可提高钢的热强性,几乎对脆性无影响。
其原因可能是由于析出弥散的氮化物所致。
4.1.15稀土兀素稀土元素对提高耐热钢的抗氧化性能有较明显的作用以增稀土元素的氧化物可加基体金属。