(63)--3.6.2 耐热钢金属材料及热处理.ppt

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1、3.6.2耐热钢耐热钢耐耐热钢是指在高温下具有高的是指在高温下具有高的热化学化学稳定性和定性和热强性的特殊性的特殊钢。用于制造加用于制造加热炉、炉、锅炉、燃气炉、燃气轮机等高温装置中的零部件。机等高温装置中的零部件。要求在高温下具有良好的抗蠕要求在高温下具有良好的抗蠕变（变形量随形量随时间逐逐渐增大的增大的现象）象）和抗断裂的能力，良好的抗氧化能力、必要的和抗断裂的能力，良好的抗氧化能力、必要的韧性以及性以及优良的加工性良的加工性能。具有能。具有较好的好的抗高温氧化性抗高温氧化性能和高温能和高温强度（度（热强性性）。）。用途及性能要求用途及性能要求燃气燃气轮机机（1）抗氧化性）抗氧化性抗氧化性

2、抗氧化性是指金属在高温下的抗氧化能力，其在很大程度上取决于金是指金属在高温下的抗氧化能力，其在很大程度上取决于金属氧化膜的属氧化膜的结构和性能。提高构和性能。提高钢的抗氧化性的最有效的方法是加入的抗氧化性的最有效的方法是加入Cr、Si、Al等元素，它等元素，它们能形成致密和能形成致密和稳定的氧化膜。定的氧化膜。（2）热强性）热强性 热强性性指指钢在高温下的在高温下的强度。在高温下度。在高温下钢的的强度度较低，当受一定低，当受一定应力力作用作用时，发生蠕生蠕变（变形量随形量随时间逐逐渐增大的增大的现象）。金属在高温下象）。金属在高温下强度降低，主要是度降低，主要是扩散加快和晶界散加快和晶界强度下

3、降的度下降的结果。提高高温果。提高高温强度最度最重要的重要的办法是合金化。法是合金化。成分特点成分特点耐耐热钢中不可缺少的合金元素是中不可缺少的合金元素是Cr、Si或或Al，特，特别是是Cr。提高。提高钢的抗的抗氧化性，氧化性，Cr还有利于有利于热强性。性。Mo、W、V、Ti等元素能形成等元素能形成细小弥散的碳化物，起弥散小弥散的碳化物，起弥散强化的作用，化的作用，提高室温和高温提高室温和高温强度。度。碳是碳是扩大大相区的元素，相区的元素，对钢有有强化作用。但碳化作用。但碳质量分数量分数较高高时，由，由于碳化物在高温下易聚集，使高温于碳化物在高温下易聚集，使高温强度度显著下降；同著下降；同时，

4、碳也使，碳也使钢的的塑性、抗氧化性、塑性、抗氧化性、焊接性能降低，所以，耐接性能降低，所以，耐热钢的碳的碳质量分数一般都量分数一般都不高。不高。钢种及加工、种及加工、热处理特点理特点根据根据热处理特点和理特点和组织的不同耐的不同耐热钢分分为铁素体型、奥氏体型、素体型、奥氏体型、马氏氏体型。体型。常用常用钢种有种有0Cr13Al、1Cr17、2Cr25N等。等。这类钢的主要合金元素是的主要合金元素是Cr，Cr扩大大铁素体区，通素体区，通过退火，可得到退火，可得到铁素体素体组织。强度不高，但耐高温氧化。度不高，但耐高温氧化。用于油用于油喷嘴、炉用部件、燃嘴、炉用部件、燃烧室等。室等。（1）铁素体型

5、耐热钢）铁素体型耐热钢常用常用钢种有种有1Cr18Ni9Ti、2Cr21Ni12N、2Cr23Ni13、4Cr14Ni14W2Mo等。等。钢中含有中含有较多的奥氏体多的奥氏体稳定化元素定化元素Ni，经固溶固溶处理后理后组织为奥氏体。奥氏体。其化学其化学稳定性和定性和热强性都比性都比铁素体型和素体型和马氏体型耐氏体型耐热钢强，工作温度，工作温度可达可达750820。用于制造一些比用于制造一些比较重要的零件，如燃气重要的零件，如燃气轮机机轮盘和叶片、排气和叶片、排气阀、炉、炉用部件等。用部件等。这类钢一般一般进行固溶行固溶处理，也可通理，也可通过固溶固溶处理加理加时效提高其效提高其强度。度。(2)奥氏体型耐热钢奥氏体型耐热钢常用常用钢种种为1Cr13、2Cr13、4Cr9Si2、1Cr11MoV等。等。这类钢含有大量的含有大量的Cr，抗氧化性及，抗氧化性及热强性均高，淬透性好。性均高，淬透性好。经淬火后淬火后得到得到马氏体，高温回火后氏体，高温回火后组织为回火索氏体。回火索氏体。用于制造用于制造600以下受力以下受力较大的零件，如汽大的零件，如汽轮机叶片、内燃机机叶片、内燃机进气气阀、转子、子、轮盘及及紧固件等。固件等。(3)马氏体型耐热钢马氏体型耐热钢