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詳細了解耐熱鋼鑄件

  耐熱鋼鑄件是指在高溫下工作的鋼材。耐熱鋼鑄件的發展與電站、鍋爐、燃氣輪機、內燃機、航空發動機等各工業部門的技術進步密切相關。由於各類機器、裝置使用的溫度和所承受的應力不同,以及所處環境各異,因此所采用的鋼材種類也各不相同。

  耐熱鋼是指具有高溫抗氧化性和高溫強度的鋼。高溫抗氧化性是保證工件在高溫下持久工作的重要條件。鋼件在高溫空氣等氧化環境中,氧與鋼表麵發生化學反應生成多種鐵的氧化物層,該氧化物層很疏鬆,失去了鋼的原有特性,極易脫落。為了提高鋼的高溫抗氧化性,向鋼中加入合金元素,從而改變氧化物的結構。常用的合金元素有鉻、矽、鋁等。它們與氧反應,在鋼的表麵上生成致密的、穩定的氧化物層,或者說鈍化層Cr2O3、SiO2或者Al2O3等,以保護鋼不再繼續氧化。鉻、矽、鋁加入量多,鋼的高溫抗氧化好,但是若矽、鋁加入量太多,鋼的力學性能和工藝性變差。所以,耐熱鋼以鉻為主要合金元素,以矽、鋁為輔助元素,總之,鋼的高溫抗氧化性隻與化學成分有關。

  

  高溫強度係指鋼在高溫下能夠長時間保持承受機械載荷的能力。鋼在高溫下承受機械載荷一是軟化,即強度隨溫度升高而降低。二是蠕變,即在恒定應力的作用下,塑性變形量隨時間延長而緩慢增大,鋼在高溫下的塑性變形是由晶內滑移和晶界滑移造成。提高鋼的高溫強度,通常采用合金化方法。亦是向鋼中加入合金元素,提高原子間的結合力及形成有利的組織。加入鉻、鉬、鎢、釩、鈦等,可強化鋼的基體,提高再結晶溫度,還可形成強化相碳化物或金屬間化合物,如Cr23C6、VC、TiC等。這些強化相在高溫下穩定,不溶解,不聚集長大,並保持其硬度。加入鎳元素,主要是為了得到奧氏體。奧氏體比鐵素體中的原子排列緊密,原子間結合力強,原子擴散較難。所以奧氏體的高溫強度較好。可見,耐熱鋼的高溫強度不僅與化學成分有關,而且還與組織有關。

  耐熱鋼鑄件適用環境: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。隨著各類動力裝置的使用溫度不斷提高,工作壓力迅速增加,現代耐熱鋼的使用溫度已高達700℃,使用的環境也變得更加複雜與苛刻。耐熱鋼的使用溫度範圍為200~1300℃,工作壓力為幾兆帕到幾十兆帕,工作環境從單純的氧化氣氛,發展到硫化氣氛、混合氣氛以及熔鹽和液金屬等更複雜的環境。