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(gang)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、馬氏體和奧氏體不(bu)銹鋼,它們具有下列特點。
①. 保證抗(kang)氧化(hua)性能需較高含鉻量以形成致(zhi)密氧化(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
a. 增(zeng)Ni以得到(dao)穩定的奧(ao)氏體(ti)組(zu)織,利(li)用(yong)Mo、W固溶(rong)強化(hua)(hua),提高原子間結合力(li)。但(dan)加Mo對抗氧化(hua)(hua)性不(bu)利(li)。
b. 形成碳化(hua)物(wu)(MC、M23C6)為主(zhu)的(de)第二相,為此應適(shi)當提高含碳量。
c. 加入微量硼或稀土等以(yi)控(kong)制晶粒度并(bing)強(qiang)化晶界,如(ru)耐熱奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。
③. 高溫(wen)脆(cui)化問題
耐(nai)熱(re)不銹鋼在(zai)(zai)(zai)熱(re)加工或(huo)高溫(wen)(wen)下(xia)長(chang)期(qi)工作時(shi)會產生各種脆化(hua)現(xian)象,如(ru)06Cr13(0Cr13)鋼在(zai)(zai)(zai)550℃左(zuo)右的(de)回火脆性,高鉻鐵素體鋼的(de)晶粒長(chang)大脆化(hua),奧氏體鋼沿晶界析出(chu)碳化(hua)物造成的(de)脆化(hua)以(yi)及鐵素體鋼的(de)475℃脆性、850℃附近(jin)的(de)。相(xiang)析出(chu)脆化(hua),甚至高Cr-Ni奧氏體鋼(如(ru)25-20)也有。相(xiang)析出(chu)脆化(hua)問題。耐(nai)熱(re)鋼在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)(wen)使用(yong)過程中要(yao)考慮到長(chang)期(qi)高溫(wen)(wen)工作時(shi)可能(neng)產生的(de)脆化(hua)現(xian)象和高溫(wen)(wen)疲勞破(po)壞。疲勞破(po)壞一般(ban)由表(biao)層或(huo)者(zhe)表(biao)面下(xia)某些(xie)缺(que)陷形成裂紋(wen),裂紋(wen)在(zai)(zai)(zai)交變載荷作用(yong)下(xia),逐漸(jian)擴(kuo)大,直至斷裂。
不銹鋼的主要合金元(yuan)素對耐熱性能的影響將在本(ben)章第4節予以介紹(表1-13)。表1-11列出了幾種(zhong)耐熱鋼適(shi)用(yong)溫度范圍及主要用(yong)途。
在較(jiao)低溫度(du)下,疲(pi)勞裂紋是(shi)穿晶(jing)的(de),而在高溫下的(de)疲(pi)勞裂紋是(shi)沿晶(jing)間(jian)發展(zhan)的(de)。


