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耐热钢及高温合金(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:1

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2.钢的石墨化

钢件在工作温度和应力长期作用下，会使碳化物分解成游离的石墨，这个过程也是自发进行的，称为P热强钢的石墨化过程、它不但消除了碳化物的作用，而且石墨相当于钢中的小裂纹，使钢的强度和塑性显著降低而引起钢件脆断。这是一种十分危险的转变过程。
向钢中加入Cr、Ti、Nb等合金元素，均能阻止石墨化过程；另外，在冶炼时不能用促进石墨化的Al脱氧；采用退火或回火处理也能减少石墨化倾向。

3.合金元素的再分布

耐热钢长期工作时，会发生合金元素的重新分配现象，即碳化物形成元素Cr、Mo向碳化物内扩散、富集，而造成固溶体合金元素贫化，导致热强性下降。生产中经常采用加入强碳物形成元素V、Ti、Nb等从而阻止合金元素扩散聚集的再分队提高钢的热强性。

4.热脆性

珠光体型不锈钢在某一温度下长期工作时，可能发生冲击韧性大幅度下降，突然发生脆性断裂的现象。这种脆性积为热脆性。它与在该温度下某种新相的析出有关。防上热脆性可采取如下措施，使钢的长期工作温度避开脆性区温度；冶炼时尽量降低队P含量：加入适量的W、Mo等合金元素，已发生热脆性的钢，可采用600～650℃高温回火后快冷的方法加以消除。

珠光体热强钢的热处理，一般经正火( Ac3＋ 50℃)处理所得到的组织是不稳定的，为了保证在使用温度下组织性能稳且一般采用高于使用温度100℃的回火处理。

二、马氏作型热弹钢

这类钢主要用于制造汽轮机叶片和汽轮机或柴油机的排气阀。

应用最早的是Cr13型钢，它是一种马氏体不锈钢。经热处理后，可获得较高的机械性能和良好的耐热性。

Crl3型马氏体效强钢的热处理工艺通常采用1000～1150℃油淬，650～750℃高温回火得到回火屈氏体和回火索氏体组织，以保证在使用温度下组织和性能的稳定。它们用于制造像用温度低于588℃的汽轮机和燃气轮机的叶片。

4 γ－Fe基热强钢

珠光体、马氏体类热强钢一般使用温度在650℃以下，不能适用于更高的使用温度其原因在于，无论是珠光作基还是马氏体基热强钢，其基体相都是铁素体，即先天不足。因此必须更换基作组织，即用奥氏体。负数氏体基钢之所以比Fe基钢具有更高的热强性，其原因在于：γ-Fe晶格的原子间结合力比α－Fe晶格的原子间结合力大；γ-Fe扩散系数小；γ-Fe的再结晶温度高(α－Fe再结晶温度为450～600℃，而γ-Fe再结晶温度大于800℃。

γ-Fe基热强钢还具有良好的可焊性、抗氧化性、高的塑性和冲击韧性。这类钢也有一些缺点，如室温屈服强度低、压力加工及切削性能较差、导热性差，而在温度变化时效应力大，故抗热疲劳性能差。但是由于热强性高，所以得到了充分的发展和广泛的应用。
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