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耐熱鋼鑄件生產過程中疑難問題

編輯:寧國東方碾磨材料股份有限公司時間:2021-01-26

造鍋爐、汽輪機、動力機械、工業爐和航空、石油化工等工業部門中在高溫下工 作的零部件。這些部件除要求高溫強度和抗高溫氧化腐蝕外,根據用途不同還要求有足夠的韌性、良 好的可加工性和焊接性,以及一定的組織穩定性。

中國自 1952 年開始生產耐熱鋼。以后研制出一些 新型的低合金熱強鋼,從而使珠光體熱強鋼的工作溫度提高到 600~620℃;還發展出一些新的低鉻鎳 抗氧化鋼種。耐熱鋼和不銹耐酸鋼在使用范圍上互有交叉,一些不銹鋼兼具耐熱鋼特性,既可用作為 不銹耐酸鋼,也可作為耐熱鋼使用。 鉻、鋁、硅這些鐵素體形成的元素,在高溫下能促使金屬表面生成致密的氧化膜,防止繼續氧化, 是提高鋼的抗氧化性和抗高溫氣體腐蝕的主要元素。但鋁和硅含量過高會使室溫塑性和熱塑性嚴重惡 化。


鉻能顯著提高低合金鋼的再結晶溫度,含量為 2%時,強化效果最好。 鎳、錳可以形成和穩定奧氏體。鎳能提高奧氏體鋼的高溫強度和改善抗滲碳性。錳雖然可以代 鎳形成奧氏體,但損害了耐熱鋼的抗氧化性。 

釩、鈦、鈮是強碳化物形成元素,能形成細小彌散的碳化物,提高鋼的高溫強度。鈦、鈮與碳 結合還可防止奧氏體鋼在高溫下或焊后產生晶間腐蝕。 


碳、氮可擴大和穩定奧氏體,從而提高耐熱鋼的高溫強度。鋼中含鉻、錳較多時,可顯著提高 氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替價格較貴的鎳。 硼、稀土均為耐熱鋼中的微量元素。硼溶入固溶體中使晶體點陣發生畸變,晶界上的硼又能阻止 元素擴散和晶界遷移,從而提高鋼的高溫強度;稀土元素能顯著提高鋼的抗氧化性,改善熱塑性。 


冶煉耐熱鋼一般在電弧爐或感應爐中熔煉。質量要求高的往往采用真空精煉和爐外精煉工藝。 鑄造某些高合金耐熱鋼難以加工變形,生產鑄件不僅比軋材合算,而且鑄件還有較高的持久強度。 所以在耐熱鋼中耐熱鑄鋼占有相當大的比例。鑄造方法除采用砂型鑄造外,還可用精密鑄造工藝以獲 得表面光滑、尺寸精確的產品。對合成氨和乙烯裂解用的高溫爐管往往采用離心鑄造的方法。


 熱處理珠光體熱強鋼通常經正火或調質后使用;馬氏體耐熱鋼用調質處理,以穩定組織,得到良 好的綜合力學性能和高溫強度。 耐熱鋼退火罐生產線鐵素體鋼不能通過熱處理強化。為消除因冷塑性變形加工和焊接所導致的內 應力,可在 650~830℃進行退火處理,退火后快速冷卻,以便迅速地經過 475℃脆性溫度范圍。 奧氏體抗氧化鋼大多采用高溫固溶熱處理,以獲得良好的冷變形性。奧氏體熱強鋼則先用高溫固 溶處理,然后在高于使用溫度 60~100℃條件下進行時效處理,使組織穩定化,同時析出第二相,以 強化基體。 耐熱鑄鋼多在鑄態下使用,也有根據耐熱鋼的種類采用相應的熱處理的。


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