耐热钢种类特点

耐热钢的选用一．什么是耐热钢耐热钢是指在高于450℃条件下工作，并具有足够的强度、抗氧化、耐腐蚀性能和长期的组织稳定性的钢种。

耐热钢从性能上分为热强钢和抗氧化钢（不起皮钢）。

含Ni量很高的耐热钢称为高温合金。

二．耐热钢的分类与适用范围：见附表一【附表一】耐热钢的分类与适用范围四．更高使用温度的钢种㈠．KanthalAPM: ㈡．高温耐蚀合金：KF62 ㈢。

高温耐蚀合金：KY10注：氧化增重是质量指标；（）为失重速度；五。

耐热钢的应用性能㈠．耐热钢的高温腐蚀耐热钢在高温下使用，根据使用温度的高低，环境因素的不同，不同的钢种会受到不同性质、不同程度的腐蚀·主要包括：1．高温氧化（狭义）耐热钢的狭义高温氧化是指耐热钢在高温下与氧气反应生成金属氧化物的过程。

氧气可以是纯氧，或是含氧的干燥空气。

这是最基本、最基础的耐热钢腐蚀现象。

其氧化的程度以氧化增重量表示：g·cm﹣2·h﹣1。

该数值愈小，耐热钢的抗氧化性能愈强。

水蒸气加速高温氧化过程；外加载荷加速高温氧化过程。

常用耐热钢的抗氧化性能比较见附表四。

2．高温碳化高温碳化是指耐热钢在高温下含C及其化合物的还原气氛中与其反应生成碳化物的过程。

增重愈小，耐热钢的抗增碳性能力愈强。

能力的大小取决于耐热钢表面产生的保护性氧化膜的致密性与稳定性。

3．高温硫化高温硫化是指耐热钢在高温下的氧化性或还原性含硫介质中与其反应生成硫化物的过程。

耐热钢在含硫介质中经受氧化、还原、和抵抗硫腐蚀三重作用。

腐蚀能力以腐蚀速率mm·cm–2·h–1表示。

4．高温氮化高温氮化是指耐热钢在高温下的氮气或含氮介质中与其反应生成氮化物的过程。

耐热钢抵抗高温氮化腐蚀的能力大小取决于钢中元素与氮的亲和力。

5．高温卤化耐热钢在卤族（氟、氯、溴、碘）元素介质中会产生强烈的腐蚀（点状腐蚀）称为高温卤化。

其中氯尤其严重，合金中的Cr、Ni、Al、Fe与氯都有很强的亲和力，在低温潮湿环境下形成挥发性很强的化合物。

耐热钢总论1.耐热钢是指在高温下工作的钢材。

耐热钢的发展与电站、锅炉、燃气轮机、内燃机、航空发动机等各工业部门的技术进步密切相关。

由于各类机器、装置使用的温度和所承受的应力不同，以及所处环境各异，因此所采用的钢材种类也各不相同。

这里所谈的温度是个相对的概念。

最早在锅炉和加热炉中使用的材料是低碳钢，使用的温度一般在200℃左右，压力仅为0.8MPa。

直到现在使用的锅炉用低碳钢，如20g，使用温度也不超过450℃，工作压力不超过6MPa。

随着各类动力装置的使用温度不断提高，工作压力迅速增加，现代耐热钢的使用温度已高达700℃，使用的环境也变得更加复杂与苛刻。

现在，耐热钢的使用温度范围为200～1300℃，工作压力为几兆帕到几十兆帕，工作环境从单纯的氧化气氛，发展到硫化气氛、混合气氛以及熔盐和液金属等更复杂的环境。

为了适应各种工作条件不断发展的要求，耐热钢也在不断地发展。

从最早期的低碳钢、低合金钢，到成分复杂的、多元合金化的高合金耐热钢。

现按珠光体型低合金热强钢、马氏体型热强钢、阀门钢、铁素体型耐热钢、奥氏体型耐热钢、等分别介绍如下。

1）珠光体型低合金热强钢该种钢的代表：12Cr1MoV此种钢组织稳定性较好，当温度高达580℃时仍具有良好的热强性。

2）马氏体型热强钢该种钢的代表：Cr12型马氏体热强钢，有优良的综合力学性能、较好的热强性、耐蚀性及振动衰减性，广泛用于制造汽轮机叶片而形成独特的叶片钢系列，并广泛用作气缸密封环、高温螺栓、转子和锅炉过热器、在热器管、燃气轮机涡轮盘、叶片、压缩机及航空发动机压气机叶片、轮盘、水轮机叶片及宇航导弹部件等。

Cr12型耐热钢的开发与应用已有60多年历史，至少已有300余种牌号。

但其成分的差别不大，都是以Cr12钢为基础在添加钨、钼、钒、镍、铌、硼、氮、钛、钴等元素含量上做些变化。

3）阀门钢阀门钢是耐热钢的一个重要分支，该种钢的代表：21Cr-9Mn-4Ni-N钢（21-4N），与21Cr-12NiN、14Cr-14Ni2W-Mox相比，性能优越较经济，在汽油机排气阀门上迅速得到广泛应用。

耐热钢的特性与焊接工艺耐热钢是指钢再高温条件下既具有热稳定性，又具有热强性的钢材。

热稳定性是指钢材在高温条件下能保持化学稳定性（耐腐蚀、不氧化）。

热强性是指钢材在高温条件下具有足够的强度。

其中耐热性能主要通过铬、钼、钒、钛、铌等合金元素来保证，因此在焊接材料的选择上应根据母材的合金元素含量来确定。

耐热钢在石油石化工业装置施工中应用较为广泛，我们能够经常接触到的多为合金含量较低的珠光体耐热钢，如15CrMo，1Cr5Mo等。

1铬钼耐热钢的焊接性铬和钼是珠光体耐热钢的主要合金元素，显著提高金属的高温强度和高温抗氧化性，但它们使金属的焊接性能变差，在焊缝和热影响区具有淬应倾向，焊后在空气中冷却易产生硬而脆的马氏体组织，不仅影响焊接接头的机械性能，而且产生很大的内应力，从而产生冷裂倾向。

因此耐热钢焊接时的主要问题是裂纹，而形成裂纹的三要素是：组织、应力和焊缝中的含氢量，因此制定合理的焊接工艺尤为重要。

2珠光体耐热钢焊接工艺2.1坡口坡口的加工通常用火焰或者等离子切割工艺，必要时切割也要预热，打磨干净后做PT检验，去除坡口上的裂纹。

通常选用V型坡口，坡口角度为60°，从防止裂纹的角度考虑，坡口角度大些有利，但是增加了焊接量，同时将坡口及内处两侧打磨干净，去除油污、铁锈及水份等污物（去氢、防止气孔）。

2.2组对要求不能强制组对，防止产生内应力，由于铬钼耐热钢裂纹倾向较大，故在焊接时焊缝的拘束度不能过大，以免造成过大的刚度，特别在厚板焊接时，妨碍焊缝自由收缩的拉筋、夹具和卡具等应尽量避免使用。

2.3焊接方法的选用目前，我们石油石化安装单位管线焊接常用的焊接方法是钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊填充盖面，其它焊接方法还有熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）、CO2气体保护焊、电渣焊和埋弧自动焊等。

2.4焊接材料的选择选配焊接材料的原则，焊缝金属的合金成分与强度性能基本上要与母材相应指标一致或者应达到产品技术条件提出的最低性能指标。

耐热钢标准耐热钢是一种具有良好耐高温性能的特殊钢材，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。

本文将从耐热钢的定义、特性、分类、应用领域和发展趋势等方面进行详细介绍。

一、耐热钢的定义耐热钢是一种能够在高温环境下保持良好力学性能和抗氧化性能的特殊钢材。

它具有较高的耐高温稳定性、抗氧化性能和抗蠕变性能，能够在高温下保持较高的强度和硬度，不易软化和变形。

二、耐热钢的特性1. 耐高温稳定性：耐热钢在高温下能够保持较高的强度和硬度，不会发生明显的软化和变形。

2. 抗氧化性能：耐热钢表面形成一层致密的氧化膜，能够有效防止氧化反应，延缓材料的氧化速度。

3. 抗蠕变性能：耐热钢在高温下能够抵抗塑性变形和蠕变现象，保持较好的形状稳定性和尺寸精度。

4. 良好的加工性能：耐热钢具有较好的可塑性和可焊性，可以方便地进行热加工和焊接。

三、耐热钢的分类根据耐热钢的化学成分和性能特点，可以将其分为几个主要类别：1. 铁基耐热钢：主要由铁、铬、镍等元素组成，具有较高的耐高温稳定性和抗氧化性能。

2. 镍基耐热合金：主要由镍、铬、钼等元素组成，具有较高的耐高温稳定性、抗氧化性能和抗蠕变性能。

3. 钨基耐热合金：主要由钨、铼、铬等元素组成，具有极高的耐高温稳定性和抗氧化性能，广泛应用于高温环境中。

4. 铸造耐热钢：主要由铁、铬、镍等元素组成，具有较好的耐高温稳定性和抗氧化性能，适用于大型铸件的制造。

四、耐热钢的应用领域耐热钢广泛应用于航空航天、能源、化工等领域，主要包括以下几个方面：1. 航空航天领域：耐热钢用于制造航空发动机的涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室等部件，以及航空航天器的隔热材料。

2. 能源领域：耐热钢用于制造火电站锅炉的超临界和超超临界锅炉管道和受热面，以及核电站的核反应堆压力容器和燃料元件。

3. 化工领域：耐热钢用于制造化工设备的反应器、分离器、石油裂化炉管道等，能够承受高温、高压和腐蚀介质的作用。

4. 其他领域：耐热钢还广泛应用于冶金、机械、汽车等领域，用于制造高温工作环境下的各种零部件和工具。

引言概述：
耐热钢铸件是一种在高温环境下具有优异性能和耐久性的材料。

为了确保其在极端工作条件下的可靠性和耐用性，选择合适的材质和成分对于耐热钢铸件至关重要。

本文将详细介绍耐热钢铸件的材质和成分。

正文内容：
1.高铬耐热钢材质
1.1高铬耐热钢材质的特点
1.2应用领域
1.3高铬耐热钢材质的成分要求
1.4成分对性能的影响
1.5高铬耐热钢材质的优势与劣势
2.镍基耐热合金材质
2.1镍基耐热合金材质的特点
2.2应用领域
2.3镍基耐热合金材质的成分要求
2.4成分对性能的影响
2.5镍基耐热合金材质的优势与劣势
3.铁基耐热合金材质
3.1铁基耐热合金材质的特点
3.2应用领域
3.3铁基耐热合金材质的成分要求3.4成分对性能的影响
3.5铁基耐热合金材质的优势与劣势
4.钛基耐热合金材质
4.1钛基耐热合金材质的特点
4.2应用领域
4.3钛基耐热合金材质的成分要求4.4成分对性能的影响
4.5钛基耐热合金材质的优势与劣势
5.其他耐热材料
5.1钽材料
5.2钼材料
5.3铍材料
5.4锆材料
5.5其他材料的应用与成分要求
总结：
耐热钢铸件的材质和成分直接决定了其在高温环境下的性能和耐久性。

高铬耐热钢、镍基耐热合金、铁基耐热合金、钛基耐热合金以及其他耐热材料都有各自的特点、应用领域和成分要求，不同的材料经过合理的成分设计，可以满足不同工作条件下的要求。

因此，在选择耐热钢铸件材料时，需要综合考虑其特性、应用领域以及成本等因素。

只有选择适合的材料和成分，才能确保耐热钢铸件在高温环境下具有优异的性能和耐久性。

炉用耐热钢钢号主要特点用途举例1Cr6Si2Mo 抗氧化和耐腐蚀性较1Cr5Mo好，在含硫的氧化气氛和热石油介质中有较好的耐蚀性用途与1Cr5Mo相似，最高使用温度可达750℃，长期使用最好不超过650℃ZG1Cr6Si2Mo 性能与1Cr6Si2Mo相似，铸造性能与ZG2Cr5Mo相似，可焊性差 600～650℃工作的铸造零件4Cr9Si2 抗氧化性较1Cr6Si2Mo好，在650℃以下有较好的强度焊接性能差用于700℃以下耐热零件，750℃以下低应力零件ZG4Cr9Si2 性能同4Cr9Si2钢，铸造流动性尚好，有裂纹敏感性，焊接性能差，900～950℃软化退火后被切削性较好 700℃以下工作铸件3Cr18Mn12Si2N 节镍奥氏体钢，按其抗氧化性可用于900℃左右的耐热零件，其加工性能不如铬镍奥氏体钢，目前使用不多锅炉吊架及其他炉用零件ZG3Cr18Mn12Si2N 性能同3Cr18Mn12Si2N，由于这类钢有较好的抗硫腐蚀和抗渗碳性，铸件应用甚广加热炉输送带，退火炉料盘、炉底板、渗碳炉罐等，长期可在900～950℃使用，短期可在1000℃使用2Cr20Mn9Ni2Si2N 性能与3Cr18Mn12Si2N相似，由于含铬高、碳低，且含少量的镍，使用温度可稍高，工艺性能亦较3Cr18Mn12Si2N稍好锅炉吊架及炉用零件，长期可用于950℃左右，短期用于1000～1050℃ZG2Cr20Mn9Ni2Si2N 性能同ZG3Cr18Mn12Si2N相似，使用温度可稍高加热炉输送带，退火炉料盘、炉底板、渗碳炉罐等，长期可在950～1000℃使用，短期可在1000～1050℃ZG4Cr22Ni4N 有较高的抗氧化性和高温强度、铸态组织为奥氏体、少量铁素，体碳化物和σ相，有时效脆性，壁厚增加时，室温塑性显著降低 1000℃以下使用，常用作硅钢片退火炉内罩、渗碳炉罐、退火炉底板、加热炉底辊、炉爪、合成氨设备支承板及炉管等ZG3Cr24Ni7N 性能与ZG4Cr22Ni4N相似，抗氧化性更好用途与ZG4Cr22Ni4N相似，使用温度可到1050℃1Cr18Ni9Ti 18-8型不锈钢，也可用作耐热钢，有良好的加工性能和焊接性能 850℃以下的加热炉管、燃烧室筒体，退火炉内罩、航空发动机排气系统喷管及集合器等1Cr20Ni14Si2 奥氏体钢，有较高的高温强度和抗氧化性，但对含硫气氛较敏感，在600～800℃长期使用有析出σ相的脆化倾向，一般经锅炉吊管夹、热裂解管、炉内支架、传送带，通常在1000℃以下使用，最高可用到1050℃1Cr25Ni20Si2 奥氏体钢，有良好的抗氧化性、加工性能和焊接性能，由于含镍高，组织较稳定，一般经固溶处理高温炉管，加热炉辊筒、燃烧室构件，最高可用到1200℃ZG1Cr25Ni20Si2 有良好的抗氧化性和一定的高温强度，仍有析出σ相倾向，不宜在600～900℃长期使用，工艺性好，可在固溶或铸铁态使用 1200℃以下的炉用零件、加热炉炉底辊、转化炉管应用广泛ZG4Cr25Ni20Si2 与ZG1Cr25Ni20Si2相似，但高温性能更好同ZG1Cr25Ni20Si2钢3Cr18Ni25Si2 奥氏体钢，有较好的高温强度和抗氧化性，对含硫气氛较敏感，一般经固溶处理 1100℃以下使用的各种热处理炉内构件ZG3Cr18Ni25Si2 有较好的高温强度和抗氧化性，工艺性能好，在固溶或铸态使用 1100℃以下的耐热铸件。