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(bu)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(gang),它們具有下列特點。
①. 保證抗氧化(hua)性能需較高(gao)含鉻量以形成致密氧化(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(re)強要求的措施
a. 增(zeng)Ni以得到(dao)穩定的(de)奧氏體組織,利用Mo、W固溶強化,提高(gao)原子間結合力。但加Mo對(dui)抗氧化性不利。
b. 形成(cheng)碳化物(wu)(MC、M23C6)為主的第二相,為此應適當提高含碳量。
c. 加入微量硼或稀土等以控制(zhi)晶(jing)粒度并強化晶(jing)界(jie),如耐(nai)熱奧氏體不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。
③. 高(gao)溫脆化(hua)問(wen)題
耐熱不(bu)銹鋼(gang)在熱加(jia)工(gong)或高(gao)溫(wen)下(xia)長期工(gong)作(zuo)(zuo)時會產(chan)生各種脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)現象(xiang),如(ru)06Cr13(0Cr13)鋼(gang)在550℃左右(you)的回火(huo)脆(cui)(cui)性,高(gao)鉻(ge)鐵素體(ti)鋼(gang)的晶(jing)粒長大脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),奧氏體(ti)鋼(gang)沿(yan)晶(jing)界析出(chu)碳化(hua)(hua)(hua)物造成(cheng)(cheng)的脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)以及鐵素體(ti)鋼(gang)的475℃脆(cui)(cui)性、850℃附近(jin)的。相(xiang)析出(chu)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),甚至(zhi)高(gao)Cr-Ni奧氏體(ti)鋼(gang)(如(ru)25-20)也有(you)。相(xiang)析出(chu)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)問(wen)題。耐熱鋼(gang)在高(gao)溫(wen)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中要考慮到(dao)長期高(gao)溫(wen)工(gong)作(zuo)(zuo)時可(ke)能產(chan)生的脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)現象(xiang)和(he)高(gao)溫(wen)疲勞破壞(huai)。疲勞破壞(huai)一般(ban)由表(biao)層或者表(biao)面下(xia)某些缺陷形成(cheng)(cheng)裂(lie)紋(wen),裂(lie)紋(wen)在交變載荷作(zuo)(zuo)用(yong)下(xia),逐漸擴(kuo)大,直至(zhi)斷(duan)裂(lie)。
不(bu)銹鋼(gang)的主要合金元素對耐熱性能的影響將(jiang)在本章第4節予以介紹(表(biao)1-13)。表(biao)1-11列出了幾種耐熱鋼(gang)適用(yong)溫度范圍及主要用(yong)途。
在較低(di)溫(wen)度下,疲勞裂(lie)紋(wen)是穿晶的,而在高溫(wen)下的疲勞裂(lie)紋(wen)是沿晶間(jian)發展的。


