耐熱性能是指在高溫下,既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能(即熱穩定性),同時又有足夠的強度(即熱強性)。不銹鋼除了不生銹外,還具有優良的耐高、低溫性能,許多不銹鋼可兼作耐熱(re)鋼或低溫鋼使用。


  作為耐熱鋼使用的不銹鋼,多為含碳量較高的鐵素體、馬氏體和奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang),它們具有下列特點。


 ①. 保證抗氧化(hua)性(xing)能(neng)需較(jiao)高含鉻(ge)量以(yi)形(xing)成(cheng)致密(mi)氧化(hua)膜


    能在800℃、1000℃、1100℃仍保持熱穩定性的鉻的質量分數分別為10%~12%、22%和30%。含Cr量越高抗氧化能力越強。在鋼中加入Al和Si等合金元素有助于增強Cr的影響,使鋼材表面形成結構致密并與鋼材表面牢固結合的氧化膜,如Cr2O3、Al2O3等合金氧化膜。這種合金氧化膜具有良好的保護作用,從而可延長鋼材的使用壽命或提高使用溫度。在不銹鋼中、若氧化膜主要以(Fe,Cr)2O3的形式出現時,其抗氧化溫度劇變的能力最為優越。


 ②. 保證熱強要求的措(cuo)施(shi)


   a. 增Ni以得(de)到(dao)穩定(ding)的奧氏(shi)體(ti)組(zu)織,利用Mo、W固溶強(qiang)化(hua),提高(gao)原子間結合力。但加Mo對(dui)抗氧化(hua)性不(bu)利。


   b. 形成(cheng)碳(tan)化物(wu)(MC、M23C6)為主(zhu)的(de)第(di)二相,為此應適(shi)當提高含(han)碳(tan)量。


   c. 加入微量硼或稀土(tu)等以控制晶(jing)粒度并強化晶(jing)界,如耐(nai)熱奧氏體(ti)不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。


 ③. 高溫脆化問(wen)題(ti)


    耐熱不(bu)銹鋼(gang)在熱加(jia)工或高溫下(xia)長(chang)(chang)期(qi)工作時會產生各種脆(cui)(cui)化(hua)現象(xiang),如06Cr13(0Cr13)鋼(gang)在550℃左(zuo)右(you)的(de)回火(huo)脆(cui)(cui)性,高鉻(ge)鐵素體(ti)鋼(gang)的(de)晶(jing)粒(li)長(chang)(chang)大脆(cui)(cui)化(hua),奧(ao)(ao)氏體(ti)鋼(gang)沿晶(jing)界析出(chu)碳(tan)化(hua)物(wu)造成的(de)脆(cui)(cui)化(hua)以及鐵素體(ti)鋼(gang)的(de)475℃脆(cui)(cui)性、850℃附近的(de)。相(xiang)析出(chu)脆(cui)(cui)化(hua),甚至高Cr-Ni奧(ao)(ao)氏體(ti)鋼(gang)(如25-20)也(ye)有。相(xiang)析出(chu)脆(cui)(cui)化(hua)問題。耐熱鋼(gang)在高溫使(shi)用過程中要考(kao)慮到長(chang)(chang)期(qi)高溫工作時可能產生的(de)脆(cui)(cui)化(hua)現象(xiang)和(he)高溫疲勞破壞。疲勞破壞一(yi)般由表層或者表面(mian)下(xia)某(mou)些缺陷形(xing)成裂紋,裂紋在交變載荷作用下(xia),逐漸擴大,直(zhi)至斷裂。


  不銹鋼的主(zhu)要合金元(yuan)素對(dui)耐(nai)熱性能(neng)的影響將在本章第(di)4節予以介紹(表1-13)。表1-11列出了幾種耐(nai)熱鋼適用(yong)溫(wen)度范圍及主(zhu)要用(yong)途。


  在較低(di)溫度下,疲勞裂(lie)紋是穿(chuan)晶的(de),而在高(gao)溫下的(de)疲勞裂(lie)紋是沿晶間發(fa)展的(de)。


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