1. 馬(ma)氏體(ti)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)
馬氏體型不銹鋼的代表鋼種12Cr13（410），作為汽輪機和螺釘等高溫材料，從很早以前就開始使用了。幾種鋼種的高溫抗拉特性如圖4-8所示。從數據上來看，12Cr不銹鋼大約到500℃仍具有較高的抗拉強度，但高于這個溫度時強度就會顯著地下降并發生各種脆化現象。所以在高溫使用時，必須注意。因此，對各種汽輪機葉片用材，如在12Cr不銹鋼中，添加Mo（鉬）、V（釩）、Nb（鈮）及W（鎢）等，以強化其高溫強度，形成使用溫度可達650℃的高溫馬氏體型不銹鋼。
汽輪機用鋼種，因為1500℃高溫熱處理使碳化物（Cr23C6，NbC等）在奧氏體基體中固溶后，再進行650～680℃回火。這些析出的碳化物可以顯著地提高其蠕變破壞強度。
2. 鐵素體型不銹鋼
幾種(zhong)(zhong)鐵素體型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)種(zhong)(zhong)的(de)高溫抗拉特性，如圖(tu)4-8所示。從12Cr13（410），06Cr13Al（405），10Cr17（430），16Cr25N（446）的(de)數據可以看出，其高溫抗拉強(qiang)(qiang)度(du)從400～450℃開始急(ji)劇(ju)下降。如果到(dao)700～800℃時，它(ta)們的(de)抗拉強(qiang)(qiang)度(du)差別(bie)幾乎就沒有了。圖(tu)4-9是幾種(zhong)(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)蠕(ru)變破壞強(qiang)(qiang)度(du)示意圖(tu)。
鐵(tie)素體系列不銹(xiu)鋼在高(gao)溫(wen)中(zhong)使用時(shi)，會引起脆性(xing)，其高(gao)溫(wen)的(de)蠕變強度(du)非常低。還有在870℃以上的(de)溫(wen)度(du)下，結晶粒度(du)顯著地粗大化，變得非常脆。因此，一般(ban)不會選(xuan)用鐵(tie)素體系列不銹(xiu)鋼制造(zao)有高(gao)溫(wen)強度(du)要求的(de)機械(xie)零部件。
3. 奧氏體型不銹鋼
在奧氏體型鋼(gang)(gang)中，加(jia)(jia)入(ru)了大量(liang)的(de)(de)Ni和Mn。特別是Ni大量(liang)加(jia)(jia)入(ru)鋼(gang)(gang)中后，對(dui)提高鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗(kang)(kang)氧化性(xing)(xing)(xing)有好處(chu)，它可以(yi)減少FeO層的(de)(de)厚度，而(er)Mn則對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗(kang)(kang)氧化性(xing)(xing)(xing)不利。含錳高的(de)(de)鋼(gang)(gang)，氧化膜和鋼(gang)(gang)結(jie)合得不夠牢固，冷卻時(shi)氧化膜極容(rong)易崩(beng)落(luo)。另外(wai)，W和Mo加(jia)(jia)入(ru)鋼(gang)(gang)中后，會使(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗(kang)(kang)氧化性(xing)(xing)(xing)能(neng)降低，特別是在800℃以(yi)上時(shi)，由于Mo和W的(de)(de)氧化物MoO3和WO3揮發性(xing)(xing)(xing)極大，因(yin)而(er)使(shi)(shi)材(cai)料失重(zhong)劇烈。少量(liang)堿土金(jin)(jin)屬(shu)或稀(xi)土金(jin)(jin)屬(shu)加(jia)(jia)入(ru)鋼(gang)(gang)中，可提高鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗(kang)(kang)氧化性(xing)(xing)(xing)能(neng)，特別是在高于1000℃時(shi)相當有效。因(yin)為在高溫下，耐熱材(cai)料的(de)(de)破壞主(zhu)要是晶(jing)界(jie)優(you)先(xian)氧化所造成的(de)(de)，而(er)加(jia)(jia)入(ru)少量(liang)堿土金(jin)(jin)屬(shu)或稀(xi)土金(jin)(jin)屬(shu)后，晶(jing)界(jie)優(you)先(xian)氧化的(de)(de)現象幾(ji)乎可以(yi)完全消失。
在500℃以上，其他鋼種的強度會急劇下降，而奧氏體系列不銹鋼卻仍具有較高的強度。特別是因為它有良好的耐氧化性，所以適用于各種高溫工況下使用。在高溫下幾種鋼種的抗拉特性如圖4-8所示。從圖4-8中的數據可以看出，與06Cr19Ni10（304）相比較，06Cr17Ni12Mo2(316),06Cr18Ni11Nb (347),20Cr25Ni20(310)的高溫強度更高。因為奧氏體型不銹鋼是面心立方晶格，比體心立方晶格的鐵素體系列不銹鋼在600℃以上的高溫強度顯著優越。
奧氏體型不銹鋼的蠕變破壞強度（100000h）如圖4-9所示。06Cr17Ni12Mo2(316), 06Cr18Ni11Nb(347),06Cr18Ni11Ti(321)表現出優越的高溫特性。Mo可將奧氏體的基體進行強化，進一步形成碳化物，提高其高溫強度和蠕變斷裂強度。Nb，Ti等形成NbC和TiC等強力的碳化物，它們在奧氏體基體上析出，可以提升其高溫強度和蠕變斷裂強度。復合添加Mo，Nb，Ti等的奧氏體不銹鋼，其高溫特性更優越。
奧氏(shi)體(ti)(ti)型不(bu)銹鋼的(de)(de)蠕(ru)(ru)(ru)變強度(du)（1％/105 h），如圖4-10所示。在(zai)600℃ 附近(jin)，06Cr18Nil1Nb（347）的(de)(de)蠕(ru)(ru)(ru)變強度(du)最(zui)高，06Cr17Ni12Mo2（316），06Cr18Ni11Ti（321）次之。特別是(shi)06Cr18Nil1Nb（347）的(de)(de)蠕(ru)(ru)(ru)變強度(du)要比06Cr19Ni9（304）大約高2倍。到(dao)800℃附近(jin)時，它們蠕(ru)(ru)(ru)變強度(du)差別就沒有了。因此，奧氏(shi)體(ti)(ti)型不(bu)銹鋼作(zuo)為鍋爐、石油化(hua)學工業設備等主力材料得到(dao)廣泛應用。耐熱鋼適用工作(zuo)溫度(du)范圍見表4-2。
奧氏體型不銹鋼(gang)中，有(you)高錳的(de)不銹鋼(gang)。添(tian)加錳用以代(dai)替一部分鎳，作(zuo)為節(jie)鎳型不銹鋼(gang)有(you) 12Cr17Mn6Ni5（201）或12Cr18Mn9Ni5N（202）。這些材(cai)料的(de)蠕變(bian)破壞強度，在(zai)650～750℃比06Cr19Ni10（304）優(you)越，但其焊接性(xing)較(jiao)差(cha)，在(zai)使(shi)用時必須注意。
4. 析出硬化型不銹鋼(gang)
析出硬(ying)化型不銹鋼，在常(chang)溫(wen)以(yi)及500℃以(yi)下，是(shi)強(qiang)度較高(gao)的材料(liao)。05Cr17Ni4Cu4Nb（630）是(shi)低C馬(ma)氏(shi)體基體中析出Cu、Nb等的金屬間化合(he)物使(shi)其(qi)硬(ying)化的鋼種。其(qi)高(gao)溫(wen)強(qiang)度到450℃仍然是(shi)很(hen)優越的。如超過(guo)此溫(wen)度，其(qi)強(qiang)度就會(hui)急劇下降。
幾種常用耐熱(re)不(bu)銹鋼的用途，見表(biao)4-3。
07Cr17Ni7Al（631）中添加Al，借助于在馬氏體基體中析出含有微細的(de)Al金屬間化合物而被強化。在200～450℃，因(yin)具有良(liang)好(hao)的(de)高溫(wen)特性，是(shi)飛機制造常用(yong)的(de)材料。
5. 其他高溫材料
不銹鋼作為高溫材料(liao)，其使用溫度可高達(da)到900℃，如若超(chao)過這個溫度就要選(xuan)用Ni基、Co基和Mo基合金等其他(ta)高溫材料(liao)。
