耐熱鋼性能和耐熱腐蝕指標(biāo)

1、耐熱鋼性能和耐腐蝕指標(biāo)在高溫下具有較高的強(qiáng)度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性的合金鋼。它包括抗氧化鋼(或稱(chēng)高溫不起皮鋼)和熱強(qiáng)鋼兩類(lèi)?？寡趸撘话阋筝^好的化學(xué)穩(wěn)定性，但承受的載荷較低。熱強(qiáng)鋼則要求較高的高溫強(qiáng)度和相應(yīng)的抗氧化性。耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機(jī)、動(dòng)力機(jī)械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門(mén)中在高溫下工作的零部件。這些部件除要求高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化腐蝕外，根據(jù)用途不同還要求有足夠的韌性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的組織穩(wěn)定性。此外，還發(fā)展出一些新的低鉻鎳抗氧化鋼種。耐熱鋼基本信息簡(jiǎn)介耐熱鋼（heat-resisting steels) 在高溫條件下，具有抗氧化性和足夠的高溫強(qiáng)度以及良好的耐熱

2、性能的鋼稱(chēng)作耐熱鋼。 類(lèi)別耐熱鋼按其性能可分為抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼兩類(lèi)?？寡趸撚趾?jiǎn)稱(chēng)不起皮鋼。熱強(qiáng)鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性能并具有較高的高溫強(qiáng)度的鋼。 耐熱鋼按其正火組織可分為奧氏體耐熱鋼、馬氏體耐熱鋼、鐵素體耐熱鋼及珠光體耐熱鋼等。 用途耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機(jī)、動(dòng)力機(jī)械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門(mén)中在高溫下工作的零部件。這些部件除要求高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化腐蝕外，根據(jù)用途不同還要求有足夠的韌性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的組織穩(wěn)定性。中國(guó)自1952年開(kāi)始生產(chǎn)耐熱鋼。以后研制出一些新型的低合金熱強(qiáng)鋼，從而使珠光體熱強(qiáng)鋼的工作溫度提高到600620；此外，還發(fā)展出一些新的低

3、鉻鎳抗氧化鋼種。 耐熱鋼和不銹耐酸鋼在使用范圍上互有交叉，一些不銹鋼兼具耐熱鋼特性，既可用作為不銹耐酸鋼，也可作為耐熱鋼使用。 合金元素的作用鉻、鋁、硅 這些鐵素體形成的元素，在高溫下能促使金屬表面生成致密的氧化膜，防止繼續(xù)氧化，是提高鋼的抗氧化性和抗高溫氣體腐蝕的主要元素。但鋁和硅含量過(guò)高會(huì)使室溫塑性和熱塑性嚴(yán)重惡化。鉻能顯著提高低合金鋼的再結(jié)晶溫度,含量為2時(shí)，強(qiáng)化效果最好。 鎳、錳 可以形成和穩(wěn)定奧氏體。鎳能提高奧氏體鋼的高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。錳雖然可以代鎳形成奧氏體，但損害了耐熱鋼的抗氧化性。 釩、鈦、鈮 是強(qiáng)碳化物形成元素，能形成細(xì)小彌散的碳化物，提高鋼的高溫強(qiáng)度。鈦、鈮與碳結(jié)合還

4、可防止奧氏體鋼在高溫下或焊后產(chǎn)生晶間腐蝕。 碳、氮 可擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體，從而提高耐熱鋼的高溫強(qiáng)度。鋼中含鉻、錳較多時(shí)，可顯著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替價(jià)格較貴的鎳。 硼、稀土 均為耐熱鋼中的微量元素。硼溶入固溶體中使晶體點(diǎn)陣發(fā)生畸變，晶界上的硼又能阻止元素?cái)U(kuò)散和晶界遷移，從而提高鋼的高溫強(qiáng)度；稀土元素能顯著提高鋼的抗氧化性，改善熱塑性。耐熱鋼分類(lèi)珠光體鋼合金元素以鉻、鉬為主，總量一般不超過(guò)5。其組織除珠光體、鐵素體外,還有貝氏體。這類(lèi)鋼在500600有良好的高溫強(qiáng)度及工藝性能，價(jià)格較低，廣泛用于制作 600以下的耐熱部件。如鍋爐鋼管、汽輪機(jī)葉輪、轉(zhuǎn)子、緊固件及高壓容器、管道等。典型

5、鋼種有：16Mo，15CrMo，12Cr1MoV， 12Cr2MoWVTiB，10Cr2Mo1,25Cr2Mo1V,20Cr3MoWV等。 馬氏體鋼含鉻量一般為713%,在650以下有較高的高溫強(qiáng)度、抗氧化性和耐水汽腐蝕的能力，但焊接性較差。含鉻12%左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的鋼號(hào)如1Cr11MoV，1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,通常用來(lái)制作汽輪機(jī)葉片、輪盤(pán)、軸、緊固件等。此外,作為制造內(nèi)燃機(jī)排氣閥用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也屬于馬氏體耐熱鋼。 鐵素體鋼含有較多的鉻、鋁、硅等元素，形成單相鐵素體組織，有良好的抗氧化性和耐高溫氣體腐蝕

6、的能力,但高溫強(qiáng)度較低,室溫脆性較大，焊接性較差。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。一般用于制作承受載荷較低而要求有高溫抗氧化性的部件。 奧氏體鋼含有較多的鎳、錳、氮等奧氏體形成元素，在 600以上時(shí)，有較好的高溫強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，焊接性能良好。通常用作在 600以上工作的熱強(qiáng)材料。典型鋼種有 1Cr18Ni9Ti, 1Cr23Ni13, 1Cr25Ni20Si2，2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等。耐熱鋼生產(chǎn)工藝冶煉 耐熱鋼一般在電弧爐或感應(yīng)爐中熔煉。質(zhì)量要求高的往往采用真空精煉和爐外精煉工藝。 鑄造 某些高合金耐熱鋼難以加工變形，生產(chǎn)鑄件不僅比軋材合算，而

7、且鑄件還有較高的持久強(qiáng)度。所以在耐熱鋼中耐熱鑄鋼占有相當(dāng)大的比例。鑄造方法除采用砂型鑄造外，還可用精密鑄造工藝以獲得表面光滑、尺寸精確的產(chǎn)品。對(duì)合成氨和乙烯裂解用的高溫爐管往往采用離心鑄造的方法。 熱處理 珠光體熱強(qiáng)鋼通常經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)后使用；馬氏體耐熱鋼用調(diào)質(zhì)處理，以穩(wěn)定組織，得到良好的綜合力學(xué)性能和高溫強(qiáng)度。 鐵素體鋼不能通過(guò)熱處理強(qiáng)化。為消除因冷塑性變形加工和焊接所導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力，可在650830進(jìn)行退火處理，退火后快速冷卻,以便迅速地經(jīng)過(guò)475脆性溫度范圍。 奧氏體抗氧化鋼大多采用高溫固溶熱處理，以獲得良好的冷變形性。奧氏體熱強(qiáng)鋼則先用高溫固溶處理，然后在高于使用溫度60100條件下進(jìn)行時(shí)

8、效處理,使組織穩(wěn)定化，同時(shí)析出第二相，以強(qiáng)化基體。耐熱鑄鋼多在鑄態(tài)下使用，也有根據(jù)耐熱鋼的種類(lèi)采用相應(yīng)的熱處理的。 耐熱鋼的用途 鋼號(hào)適用溫度范圍及其主要用途00Cr12抗氧化溫度600700，用做高溫、高壓閥體、燃燒器0Cr13Al適用溫度范圍700800，燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)葉片1Cr17在900以下溫度抗氧化，用做爐用高溫部件、噴嘴1Cr12在600700溫度范圍內(nèi)具有一定的抗氧化性和較高的高溫強(qiáng)度，可用于汽輪機(jī)葉片、噴嘴、鍋爐燃燒器閥門(mén)的高溫部件1Cr13抗氧化溫度700800，其用途與1Cr12鋼相同0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti抗氧化溫度870以下，可用做鍋爐受熱面管子、加熱爐零

9、件、熱交換器、馬弗爐、轉(zhuǎn)爐、噴嘴0Cr18Ni10Ti 0Cr18Ni11Nb在400900溫度范圍內(nèi)抗高溫腐蝕氧化，可用于工作溫度850以下的管件0Cr23Ni13抗氧化溫度直至980，用于燃燒器火管、汽輪機(jī)葉片，加熱爐體，甲烷變換裝置，高溫分離裝置0Cr25Ni20抗氧化溫度直至1035，用于加熱爐部件；工作溫度950以下的輸氣系統(tǒng)部件0Cr17Ni12Mo2 0Cr19Ni13Mo2抗氧化溫度不低于870工作溫度600750的化工、煉油熱交換器管子、爐用管件0Cr17Ni7Al工作溫度550以下的高溫承載部件耐熱鋼腐蝕數(shù)據(jù)（Cr18Ni19材料部分）鍋爐與壓力容器常用碳素鋼 承壓元件主要

10、使用低碳鋼，因?yàn)樗苄?、韌性、加工工藝性和可焊性好 (1) 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 10號(hào)和20號(hào)無(wú)縫鋼管 20號(hào)鋼含碳量比10號(hào)鋼多一倍，強(qiáng)度高，屈服極限s和強(qiáng)度極限b高20%，時(shí)效敏感性低，多采用20號(hào)鋼 (2) 專(zhuān)用碳素鋼 A3g A3R 15g 20g，沖擊韌性好，金屬表面和內(nèi)部缺陷少 4. 普通低合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P等合金元素構(gòu)成的，它的含碳量較低，多數(shù)小于0.2%。其組織多數(shù)仍為F+P。由于少量合金元素的加入可以大大提高鋼材的強(qiáng)度，并改善了鋼材的耐腐蝕性能和低溫性能。 低合金鋼可軋制成各種鋼材，如板材，管材，棒材和型材等。它廣泛用

11、于制造遠(yuǎn)洋輪船、大跨度橋梁，高壓鍋爐，大型容器，汽車(chē)，礦山機(jī)械及農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 大型化工容器材料采用16MnR，生量比碳鋼可減輕1/3。用15MnV制造球形貯罐，與碳鋼相比節(jié)省45%。 焊接 5. 低合金熱強(qiáng)鋼 在原油加熱，裂解，催化設(shè)備中，常用到許多能耐高溫的鋼材。如裂解爐管，要求承受650800高溫。 20號(hào)鋼在540下于氧化性氣體中，因氧化強(qiáng)度只有50MPa。因?yàn)槭?常用的抗氧化鋼 Cr13SiAl, Cr25Ti, Cr17Ti, Cr25Ni2 熱強(qiáng)鋼 12CrMo, Cr5Mo, 1Cr18Ni9Ti, Cr25Ni20 6. 不銹耐酸鋼 是不銹鋼(耐大氣)和耐酸鋼(不銹)的總稱(chēng)， 鉻不銹鋼1Cr13多用作化工機(jī)器中受力大的耐蝕零件，如軸，活塞桿，閥件，螺栓，浮閥等 0Cr13,Cr17Ti F組織，有良好塑性 鉻鎳不銹鋼1Cr18Ni9 18-8不銹鋼 有較高的抗拉強(qiáng)度，較低屈服點(diǎn)，極好的塑性和韌性，焊接性能和冷彎成型性能好，用來(lái)制造貯罐，塔器，反應(yīng)釜，應(yīng)用最廣。 7. 低溫用鋼 深冷分離，空分，液化氣貯罐低溫使用。 低溫鋼平均含碳量0.080.18%，單相F組織，加入適量的Mn,Al,Ti,Nb,Cu,V,N等元素改善鋼的綜合機(jī)械性能。