第1章 耐热钢和耐热合金
1.1 耐热钢和耐热合金的分类
耐热钢和耐热合金是一种应用极为广泛的金属材料,是火力发电、化工、石油化工、造船、航空、航天、交通、原子能等领域不可或缺的关键性结构材料。随着社会的进步和工业化水平的提高,材料的使用条件正向高温、高压和大型化方向发展,对材料的要求越来越高,这也促进了材料科学技术及材料加工技术和焊接技术的发展。
耐热钢和耐热合金是化学成分、组织和性能十分复杂的合金体系。这些金属材料的加工技术和焊接技术比较复杂,需要高度重视并加以认真研究解决。
1.1.1 耐热钢的分类
耐热钢是指具有高于450℃的工作温度,并有一定强度和抗氧化及耐腐蚀的钢种,也是化学成分、组织和性能十分复杂的合金。耐热钢通常按其性能、用途、组织等进行分类。
1.按性能分类
按性能分类可分为抗氧化钢和热强钢。
(1)抗氧化钢抗氧化钢是指在高温下有较好的抗氧化性、且具有一定强度的钢种,这类钢多属于所含cr的质量分数在12%以上、各种不同组织(铁素体、马氏体及奥氏体等)的耐热钢。
(2)热强钒热强钢是指在高温下有一定抗氧化性,且具有较高强度及良好组织稳定性的钢种,它在正火状态下可以有不同的组织。
2.按组织分类
(1)铁素体耐热钢铁素体耐热钢具有单相的铁素体组织,通常含有较高的铬和一定量的硅和铝,使其具有较好的抗氧化性,但其焊接性较差,热脆倾向较大。
(2)珠光体耐热钢珠光体耐热钢是指在正火条件下,显微组织由珠光体(或索氏体)加铁素体所组成的一类耐热钢。钢中合金元素的质量分数一般不超过5%,故它属于低合金钢的范畴。其中,Cr-Mo钢具有很强的淬硬性,在空气中冷却就能淬硬,在500~600℃以下具有良好的热强性、加工性及焊接性。Cr-No钢是本书主要讨论的耐热材料之一。
有时也把显微组织中具有部分贝氏体的热强钢叫做贝氏体耐热钢。钢中的贝氏体组织使钢具有较高的蠕变断裂强度和松弛稳定性,但持久塑性相当低,缺口敏感性较大。
展开