耐熱鋼鑄件耐熱鋼

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1、耐熱鋼鑄件耐熱鋼耐熱鋼鑄件工業(yè)使用耐熱鋼總論耐熱鋼是指在高溫下工作的鋼材。耐熱鋼鑄件的發(fā)展與電站、鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等各工業(yè)部門的技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān)。由于各類機(jī)器、裝置使用的溫度和所承受的應(yīng)力不同，以及所處環(huán)境各異，因此所采用的鋼材種類也各不相同。這里所談的溫度是個(gè)相對的概念。最早在鍋爐和加熱爐中使用的材料是低碳鋼，使用的溫度一般在200℃左右，壓力僅為0.8MPa。直到現(xiàn)在使用的鍋爐用低碳鋼，如20g，使用溫度也不超過450℃，工作壓力不超過6MPa。隨著各類動(dòng)力裝置的使用溫度不斷提高，工作壓力迅速增加，現(xiàn)代耐熱鋼的使用溫度已高達(dá)700℃，使用的環(huán)境也變得更加復(fù)雜與苛刻?，F(xiàn)

2、在，耐熱鋼鑄件的使用溫度范圍為200～1300℃，工作壓力為幾兆帕到幾十兆帕，工作環(huán)境從單純的氧化氣氛，發(fā)展到硫化氣氛、混合氣氛以及熔鹽和液金屬等更復(fù)雜的環(huán)境。為了適應(yīng)各種工作條件不斷發(fā)展的要求，耐熱鋼鑄件也在不斷地發(fā)展。從最早期的低碳鋼、低合金鋼，到成分復(fù)雜的、多元合金化的高合金耐熱鋼?，F(xiàn)按珠光體型低合金熱強(qiáng)鋼、馬氏體型熱強(qiáng)鋼、閥門鋼、鐵素體型耐熱鋼、奧氏體型耐熱鋼、等分別介紹如下。1）珠光體型低合金熱強(qiáng)鋼該種鋼的代表：12Cr1MoV此種鋼組織穩(wěn)定性較好，當(dāng)溫度高達(dá)580℃時(shí)仍具有良好的熱強(qiáng)性。2）馬氏體型熱強(qiáng)鋼該種鋼的代表：Cr12型馬氏體熱強(qiáng)鋼，有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能、較好的熱強(qiáng)性、

3、耐蝕性及振動(dòng)衰減性，廣泛用于制造汽輪機(jī)葉片而形成獨(dú)特的葉片鋼系列，并廣泛用作氣缸密封環(huán)、高溫螺栓、轉(zhuǎn)子和鍋爐過熱器、在熱器管、燃?xì)廨啓C(jī)渦輪盤、葉片、壓縮機(jī)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片、輪盤、水輪機(jī)葉片及宇航導(dǎo)彈部件等。Cr12型耐熱鋼的開發(fā)與應(yīng)用已有60多年歷史，至少已有300余種牌號。但其成分的差別不大，都是以Cr12鋼為基礎(chǔ)在添加鎢、鉬、釩、鎳、鈮、硼、氮、鈦、鈷等元素含量上做些變化。3）閥門鋼閥門鋼是耐熱鋼的一個(gè)重要分支，該種鋼的代表：21Cr-9Mn-4Ni-N鋼（21-4N），與21Cr-12NiN、14Cr-14Ni2W-Mox相比，性能優(yōu)越較經(jīng)濟(jì)，在汽油機(jī)排氣閥門上迅速得到廣泛應(yīng)用

4、。在21-4N鋼基礎(chǔ)上添加硫改善切削性能形成了21-4NS。添加鈮、鉬、鎢和釩，提高了高溫強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性，開發(fā)了21-4WNbN，X60CrMnMoVNbN2110鋼。4）鐵素體型耐熱鋼在室溫和使用溫度條件下這類鋼的組織為鐵素體。這類鋼鉻含量高于12%，不含鎳，只含有少量的硅、鈦、鉬、鈹?shù)仍亍?）奧氏體型耐熱鋼該種鋼的代表：18Cr-8Ni、25Cr-20Ni及Cr-Mn-N、Fe-Mn-Al等鋼。這類鋼在高溫下具有較高的熱強(qiáng)性，及優(yōu)異的抗氧化性。一般制作用于600℃以上承受較高應(yīng)力的部件，其抗氧化性溫度可達(dá)850～1250℃。這類鋼基本上是和不銹鋼同時(shí)發(fā)展起來的，有些鋼同時(shí)就是

5、優(yōu)異的奧氏體型不銹鋼。我國在奧氏體型鋼方面，除仿制和生產(chǎn)了大量國外耐熱鋼牌號外，多年來還開發(fā)了Cr-Mn-N、Cr-Mn-Ni-N、Cr-Ni-N及Fe-Al-Mn和Cr-Mn-Al-Si系耐熱鋼。Cr18Mn12Si2N、Cr20Mn9Ni2Si2N及3Cr24Ni7SiNRe列入國家標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用。鑄造耐熱鋼在耐熱鋼領(lǐng)域中占有相當(dāng)大的比重。20世紀(jì)70～80年代以來，由于石油化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，在大型合成氨及乙烯裝置中采用了大量的高合金耐熱鑄鋼，其使用溫度可達(dá)1150℃，開發(fā)了一系列Fe-Cr-Ni基耐熱鋼及耐熱合金。如4Cr25Ni35Co15W、4Cr25Ni35WNb、5Cr28N

6、i48W5等。一些發(fā)達(dá)國家早在20世紀(jì)30年代就制定了耐熱鑄鋼標(biāo)準(zhǔn)。1987年，我國建立了第一個(gè)耐熱鑄鋼國家標(biāo)準(zhǔn)。6）沉淀硬化型耐熱鋼沉淀硬化型耐熱鋼按其組織可分成馬氏體沉淀硬化耐熱鋼（如0Cr17Ni4Cu4Nb）、（半奧氏體-馬氏體過濾型）沉淀硬化耐熱鋼（如0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al）和奧氏體沉淀硬化耐熱鋼（如0Cr15Ni25Ti2MoVB）等。2、耐熱鋼的分類2.1按合金元素含量分類a）低碳鋼：在此類鋼中部含或很少含有其他合金元素，其碳含量一般不超過0.2%。b）低合金耐熱鋼：在此類鋼中都含有一種或幾種合金元素，但含量不高，一般鋼中所含合金元素的總量不超過5%

7、，碳含量不超過0.2%.c）高合金耐熱鋼：在此類鋼中合金元素多，合金元素含量一般在10%以上，甚至高達(dá)30%以上。2.2按鋼的特性分類a）抗氧化鋼（或稱耐熱不起皮鋼）：此類鋼在高溫下（一般在550～1200℃）具有較好的抗氧化性能及抗高溫腐蝕性能，并有一定的高溫強(qiáng)度。用于制造各類加熱爐用零件和熱交換器，制造熱汽輪機(jī)的燃燒市、鍋爐吊瓜、加熱爐爐底板和輥道以及爐管等?？寡趸阅苁侵饕笜?biāo)，部件本身不承受很大壓力。b）熱強(qiáng)鋼：