在合成氨、甲醇、城市煤氣和直接還原煉鋼工廠的蒸汽轉化爐中，廣泛地采用鑄造耐(nai)熱不銹鋼爐管作為觸煤管。此外，在乙烯裝置中的裂解管也應用它。這類爐管與鍋爐等工業使用的爐管相比，工作溫度通常較高，同時所輸送化工介質的流體在工作溫度下，具有較大的化學活性，因而對耐蝕性有一定要求。因此，不能單純從強度方面來選材。
鑄造耐熱不銹鋼爐管是用離心鑄造或用電渣熔鑄的方法制成的。鑄成的爐管可直接使用，也可在鑄造爐管內壁表面進行機械加工后使用。常用鑄造爐管的化學成分及力學性能見表4-62和表4-63。其中，HK-40爐管應用歷史較長，應用范圍較廣，本文著重進行介紹。
HK-40鑄造爐管的組織是由奧氏體與初次碳化物M7C3的共晶物組成，屬于含共晶體的奧氏體耐熱鋼。骨架狀共晶碳化物使鋼材的高溫蠕變強度比純奧氏體鋼提高了許多。鋼管在高溫條件下工作時，會發生時效，在奧氏體晶內逐步析出二次碳化物（M23C6）微粒；初次碳化物也會逐步變化為Cr23C6。這些分散的二次碳化物顆粒可大大
提(ti)高奧氏體(ti)晶(jing)體(ti)的高溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)。但(dan)是在高溫(wen)下長(chang)時間工作(zuo)(zuo)，二次(ci)碳化物會逐步(bu)由增多轉(zhuan)為(wei)聚(ju)集長(chang)大，即發生(sheng)過時效(xiao)，此(ci)時鋼的強(qiang)(qiang)度(du)逐步(bu)下降。另外，當工作(zuo)(zuo)溫(wen)度(du)低于900℃在650℃以上長(chang)期工作(zuo)(zuo)，鋼中會有σ 相析出(chu)。
HK-40爐(lu)(lu)(lu)(lu)管的(de)(de)主要(yao)化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)有鉻、鎳、碳(tan)(tan)等(deng)。其中(zhong)(zhong)鉻元(yuan)素大(da)部(bu)分(fen)成為(wei)(wei)固溶(rong)元(yuan)素，另一(yi)部(bu)分(fen)則與碳(tan)(tan)形成鉻的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物，使(shi)合金具(ju)(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)耐(nai)(nai)熱性和(he)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)蠕(ru)(ru)變(bian)斷裂強度(du)。良(liang)好(hao)的(de)(de)耐(nai)(nai)熱性是(shi)由(you)于鉻元(yuan)素使(shi)爐(lu)(lu)(lu)(lu)管表面形成一(yi)層(ceng)致密的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜，從而使(shi)爐(lu)(lu)(lu)(lu)管具(ju)(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)抗(kang)氧化(hua)(hua)(hua)性和(he)一(yi)定(ding)的(de)(de)抗(kang)滲碳(tan)(tan)能(neng)力。同時(shi)與奧(ao)氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)鋼一(yi)樣，在氧化(hua)(hua)(hua)性介(jie)質(zhi)(zhi)和(he)某些還原介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)，由(you)于鉻和(he)鎳的(de)(de)共(gong)同作用(yong)(yong)(yong)，這種爐(lu)(lu)(lu)(lu)管具(ju)(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性。鎳主要(yao)起穩定(ding)奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)，并能(neng)提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)管的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)強度(du)、高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)韌性以及抗(kang)滲碳(tan)(tan)作用(yong)(yong)(yong)。碳(tan)(tan)與鉻作用(yong)(yong)(yong)可顯著地提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)HK-40爐(lu)(lu)(lu)(lu)管蠕(ru)(ru)變(bian)斷裂強度(du)。為(wei)(wei)防止(zhi)鋼材過早過快(kuai)發生(sheng)σ相(xiang)脆化(hua)(hua)(hua)，w（C）不(bu)宜(yi)低于0.38％。有時(shi)，為(wei)(wei)了提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)管高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)抗(kang)滲碳(tan)(tan)能(neng)力，要(yao)將爐(lu)(lu)(lu)(lu)管中(zhong)(zhong)硅(gui)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)到1.8％，此(ci)時(shi)應(ying)(ying)當同時(shi)提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)鋼材中(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數，達到0.5％，以抑制(zhi)由(you)硅(gui)的(de)(de)含量(liang)增加而出現大(da)量(liang)微裂紋的(de)(de)傾(qing)向，從而提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)管的(de)(de)焊接性。應(ying)(ying)當注意到，較(jiao)早期裂解(jie)爐(lu)(lu)(lu)(lu)所用(yong)(yong)(yong)HK-40鋼爐(lu)(lu)(lu)(lu)管，其硅(gui)含量(liang)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)，有的(de)(de)w（Si）高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)達2％以上(shang)，這是(shi)因為(wei)(wei)爐(lu)(lu)(lu)(lu)管工作溫(wen)(wen)(wen)度(du)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)于900℃時(shi)的(de)(de)主要(yao)矛(mao)盾是(shi)耐(nai)(nai)滲碳(tan)(tan)和(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)強度(du)而不(bu)是(shi)σ相(xiang)脆化(hua)(hua)(hua)。
HP系列(lie)鑄造耐熱不銹鋼爐(lu)管(guan)(guan)可(ke)以(yi)看作是在(zai)(zai)HK系列(lie)基礎上發展起來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，其主要(yao)化學(xue)成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分數(shu)(shu)（％）為(wei)(wei)：25Cr和(he)35Ni。其中(zhong)(zhong)鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分數(shu)(shu)比HK-40提高了15％，以(yi)適應(ying)乙烯裂解(jie)管(guan)(guan)高溫區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao)，且增強(qiang)了爐(lu)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐滲(shen)碳和(he)抗氧化能(neng)力；另(ling)一方面由于鎳(nie)含(han)量(liang)增加，減少了碳在(zai)(zai)奧氏體中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶解(jie)度(du)，在(zai)(zai)碳含(han)量(liang)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下，HP系列(lie)比HK-40爐(lu)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)共晶碳化物多(duo)，從(cong)而提高了蠕(ru)變(bian)斷(duan)裂強(qiang)度(du)和(he)高溫塑性。在(zai)(zai)HP系列(lie)爐(lu)管(guan)(guan)中(zhong)(zhong)，添加鎢、鉬合(he)金元素主要(yao)是為(wei)(wei)了提高爐(lu)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗滲(shen)碳能(neng)力。特(te)別是鈦和(he)鈮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)復合(he)加人，效果最佳。當（Ti＋Nb）／C原子質(zhi)量(liang)分數(shu)(shu)為(wei)(wei)0.5％時或者(zhe)Ti／（Ti＋Nb）原子質(zhi)量(liang)分數(shu)(shu)在(zai)(zai)0.5％左右時，此(ci)(ci)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蠕(ru)變(bian)斷(duan)裂強(qiang)度(du)達到(dao)最高值，伸長率為(wei)(wei)20％～30％，高溫韌性也得到(dao)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高。由于HP-Nb鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫強(qiang)度(du)（尤(you)其是在(zai)(zai)800～900℃以(yi)上溫度(du)區(qu)(qu)）比HK-40高得多(duo)，所以(yi)在(zai)(zai)同等工(gong)作條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爐(lu)管(guan)(guan)壁厚可(ke)減薄(bo)約1/3，因此(ci)(ci)，這種爐(lu)管(guan)(guan)既能(neng)節(jie)省(sheng)能(neng)源又能(neng)節(jie)省(sheng)鋼材。HP系列(lie)鋼材，在(zai)(zai)許多(duo)領(ling)域(yu)取(qu)代了原來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)HK-40，尤(you)其是在(zai)(zai)乙烯裂解(jie)爐(lu)中(zhong)(zhong)得到(dao)較(jiao)為(wei)(wei)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用。
