文档介绍：Chapter 7 耐热钢和高温合金
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耐热钢和高温合金是指在高温下工作并具有一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。
耐热钢按合金元素多少通常可以分为两类:
在低合金结构钢基础上发展起来的低合金珠光体型热强钢;
在不锈钢基础上发展起来的高合金专用耐热钢。
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专用耐热钢按对使用性能的要求可以分为热强钢和热稳定钢。
热强钢是指在高温下有一定抗氧化能力并具有足够强度而不产生大量变形或断裂的钢种,如高温螺栓、涡轮叶片等。
热稳定钢是指在高温下抗氧化或抗高温介质腐蚀而不破坏的钢种,如炉底、炉栅等。又称抗氧化钢。
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耐热钢按组织的晶体结构特征可以分为奥氏体型、铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型四类,其中奥氏体型、铁素体型钢大都用于要求抗氧化性较高的场合,马氏体型和沉淀硬化型钢则多用于要求高温强度较高的场合。
耐热钢和高温合金的使用温度范围十分宽广,从几百度到千度以上。一般来讲,耐热钢和高温合金工作温度是指该金属或合金的(~)T 熔点℃以上的温度。
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高温合金按基体元素分类:
1. 以铁为主,加入的合金元素总量不超
过50%的铁基合金称为铁基高温合金;
2. 以镍为主的合金分别称为镍基高温合金;
3. 以钴为主的合金分别称为镍基高温合金。
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按制备工艺分类,有变形高温合金,铸造高温合金和粉末冶金高温合金。
按强化方式分类,有固溶强化型、沉淀强化型、金属间化合物、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。
铁基、钴基和镍基合金的使用温度一般不超过1000℃,温度再高就必须选用难熔金属(指熔点高于1650℃的金属)或其合金
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耐热钢的工作条件及性能
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一、耐热钢的工作条件及性能要求
工作条件:
在高温下承受各种载荷,如拉伸、弯曲、扭转疲劳和冲击等;
与高温蒸汽、空气或燃气接触,表面发生高温氧化或气体腐蚀。
性能要求:
良好的高温强度及塑性;有足够的化学稳定性。
耐热钢的工作条件及性能
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二、高温强度指标
蠕变
钢和合金在温度和应力作用下将发生连续而缓慢的变形。
1、蠕变强度
在某温度下,在规定时间达到规定变形时所能承受的应力。
2、持久强度
在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力。
3、持久寿命
在规定温度和规定应力作用下断裂的时间。
耐热钢的工作条件及性能
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三、合金元素对化学稳定性的影响
1、Cr、Al、Si改善钢的化学稳定性。
Cr、Al、Si提高FeO出现的温度,改善钢的高温化学稳定性。
钢表面氧化膜的结构:外层:Fe2O3;中间层Fe3O4;内层FeO,当FeO出现时钢的氧化速度剧增。
Cr、Al含量较高时,钢的表面出现致密的Cr2O3或Al2O3保护膜。
含硅钢中生成Fe2SiO4氧化膜,具有良好的保护作用。
Cr是提高抗氧化能力的主要元素,Al也能单独提高钢的抗氧化能力。
Si由于增加钢的脆性,加入量受到限制,只能作辅加元素。
耐热钢的工作条件及性能
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