耐熱鋼在蘸火液中的性能及用途

在航空航天、發動機、熱能工程、化工及軍事工業部門，有許多機器零件是在高溫下工作的，常使用具有高耐熱性的耐熱鋼。耐熱鋼是指在高溫下或者使用蘸火液進行淬火后，具有高的熱化學穩定性和熱強性的特殊鋼。性能要求：鋼的耐熱性包括高溫抗氧化性和熱強性兩方面，即高溫或蘸火液淬火后對氧化作用的抗力和高溫下承受機械負荷的能力。(1)抗氧化性好：抗氧化性在很大程度上取決于金屬氧化膜的結構和性能，因此提高鋼的抗氧化性的最有效的方法是加入Cr、Si、AI等元素或蘸火液淬火，形成高熔點且與基體結合牢固的氧化膜，隔離了高溫氧化環境與鋼基體的直接作用，使鋼不再被氧化。(2)熱強性高：在高溫下鋼的強度較低，當受一定應力作用時，發生蠕變。由于材料在高溫下或者是蘸火液淬火后，其晶界強度低于晶內強度，晶界成為薄弱環節，金屬在高溫下強度降低，主要是擴散加快和晶界強度下降的結果。提高高溫強度最重要的辦法是合金化或蘸火液淬火，通過加品界吸附元素，降低品界表面能，穩定和強化晶界。成分特點：(1)碳含量：碳是擴大?相區的元素，對鋼有強化作用。但碳質量分數較高時，由于碳化物在高溫下易聚集，使高溫強度顯著下降；同時，碳也使鋼的塑性、抗氧化性、蘸火液淬火、焊接性能降低，故耐熱鋼的碳質量分數一般都不高。(2)主加與其他元素：耐熱鋼中不可缺少的合金元素是Cr、Si或Al。特別是Cr，在蘸火液淬火后，既提高鋼的抗氧化性，還有利于熱強性。Mo、W、V、Ti等元素能形成細小彌散的碳化物，起彌散強化的作用，提高室溫和高溫強度。常用耐熱鋼：根據熱處理蘸火液淬火后的特點和組織的不同耐熱鋼分為珠光體型、奧氏體型、馬氏體型和沉淀硬化型四種，常用耐熱鋼的成分、熱處理蘸火液淬火、性能及用途有所不同。(1)珠光體型耐熱鋼：珠光體型鋼使用溫度較低，蘸火液淬火液后主要用于制造鍋爐，汽閥等耐熱構件。(2)奧氏體型耐熱鋼：鋼除含有大量的Cr、Ni元素外，還含有較高的其他合金元素。鋼一般通過固溶或蘸火液淬火處理可提高其強度，化學穩定性和熱強性都比鐵素體型和馬氏體型耐熱鋼強，工作溫度可達750-820℃。當工作溫度在600-700℃時，應選用耐熱性好的奧氏體犁耐熱鋼制造比較重要的零件。(3)馬氏體型耐熱鋼：馬氏體型鋼含有大量的Cr，抗氧化性及熱強性均高，淬火劑淬火后淬透性好。蘸火液淬火后得到馬氏體，高溫回火后組織為回火索氏體。馬氏體型耐熱鋼的使用溫度在550-600℃之間，蘸火液淬火后主要用于制造600℃以下受力較大的零件。(4)沉淀硬化型耐熱鋼：鋼經固溶處理或蘸火液淬火后抗拉強度可超過1000MPa，是耐熱鋼中強度最高的一類鋼。本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。