电厂金属材料 第5章 耐热钢

耐热钢
耐热钢即在高温下不发生氧化，并对机械负荷作用具有较高抗力的钢。

钢中加入足够的Cｒ、Sｉ、Aｌ等元素，使钢在高温下与氧气接触时，表面能生成致密的高熔点氧化膜，严密的覆盖在钢的表面，保护钢免于高温气体的继续腐蚀。

当温度超过再结晶温度时，除受机械力的作用产生塑性变形和加工硬化外，同时还可发生再结晶和软化的过程。

当工作温度高于金属的再结晶温度，工作应力超过金属在该温度下的弹性极限时，随着时间的延长金属发生及其缓慢的变形，这种现象称为“蠕变”。

金属的蠕变抗力愈大，则其高温强度愈高。

加入能提高钢的再结晶温度的合金元素来提高钢的高温强度。

马氏体钢中的W通过提高钢的再结晶温度，以及析出较稳定的第二相来提高钢的热强性；Cｒ和Sｉ可提高钢的抗氧化性和抵抗燃烧气体腐蚀的性能，加入少量的Mｏ有利于减小钢的回火脆性并提高热强性。

奥氏体钢中的Nｉ不能提高铁素体的蠕变抗力，也不是有效的抗氧化元素；Tｉ形成碳化物的能力很强烈，通过形成细小弥散的碳化物来提高钢的高温强度。

随着合金元素含量的提高，固溶处理温度也须适当提高。

作为耐热钢使用时，在固溶处理后要采用高于使用温度约60～100℃的时效处理，使组织进一步稳定，有时通过强化相的进一步析出而提高钢的强度。

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。

耐热钢的比热容一、介绍耐热钢耐热钢是一种高温合金材料，具有优异的高温性能，主要用于制造高温工作环境下的零部件。

它具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性和机械强度，能够承受高温下的重载荷。

耐热钢通常被用于航空发动机、石油化工设备、核反应堆等领域。

二、比热容的定义比热容是指物质单位质量在吸收或释放一定量热量时所需要的温度变化。

它是描述物体对热能响应能力的物理量，通常用J/(kg·K)来表示。

三、耐热钢的比热容耐热钢由于其材料特性，其比热容通常较低。

比如INCOLOY 800HT 这种高温合金材料，其比热容为0.46 J/(g·K)，而普通碳素钢的比热容则为0.46-0.51 J/(g·K)。

四、影响耐热钢比热容的因素1.组成成分：不同成分的合金材料其比热容也会有所不同。

例如，镍基合金的比热容通常较低，而钼基合金的比热容则较高。

2.温度：温度对于耐热钢的比热容也有一定影响。

随着温度的升高，耐热钢的比热容通常会减小。

3.晶体结构：晶体结构也是影响耐热钢比热容的因素之一。

不同晶体结构的材料其比热容也会有所不同。

五、应用了解耐热钢的比热容对于其在高温环境下的应用具有重要意义。

在制造高温工作环境下零部件时，需要考虑到材料在高温下承受重载荷时所产生的能量释放和吸收问题，而这些问题都与材料的比热容密切相关。

六、总结耐热钢是一种非常重要的材料，在高温工作环境下具有优异性能。

了解其比热容对于设计和制造高温零部件具有重要意义。

影响耐热钢比热容的因素包括组成成分、温度和晶体结构等。

在应用中需要考虑到材料对热能的响应能力，以确保其正常工作。

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三．常用耐热钢的化学成分与机械性能：见附表二；附表三【附表二】常用耐热钢的主要化学成分％．KY10 ㈢。

高温耐蚀合金：四．更高使用温度的钢种㈡．高温耐蚀合金：KF62 KanthalAPM:㈠．【附表三】常用耐热钢的室温力学性能【附表四】常用耐热钢的抗氧化性能注：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）3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21﹣﹣。

该数值愈小，耐热钢的h·cm·现象。

其氧化的程度以氧化增重量表示：g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21–表示。

–cm ·hmm蚀能力以腐蚀速率·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。

电厂金属材料教学大纲《电厂金属材料》教学大纲一、课程的性质、任务和基本要求《电厂金属材料》是电厂热能动力工程专业的技术基础课程。

课程的任务为熟悉火电厂用金属材料的成分、组织、相结构、性能间的关系和变化规律。

依据工作状况的应用要求，具有初步选取材料的能力。

初步具有正确选择一般零件热处理方法的能力。

课程的基本要求为了解金属材料主要机械性能及指标、晶格类型和结晶过程对金属性能的影响、合金的基本结构和性能特点。

能正确分析铁碳合金平衡相图，并应用该相图判断成分、温度条件下的组织和性能变化。

熟悉常用碳钢、铸铁、合金钢、有色金属及其合金的分类、牌号、性能、应用。

熟悉热处理的基本原理和基本方法，依据;曲线分析处理引起的组织、性能的变化。

了解金属材料的高温性能、蠕变强度、持久强度、松弛、热疲劳等。

熟悉热力设备用钢在高温下组织、性能的变化，了解在高温下的氧化与腐蚀及常见腐蚀类型与防腐方法。

了解耐热钢的强化原理、合金元素的作用，耐热钢的分类、牌号。

熟悉热力设备主要零、部件用钢及事故分析。

二、各章教学目的和教学目标第一章金属材料的基础知识1.教学内容1.1 金属材料的常用性能及指标1.2 金属的晶格结构及结晶1.3 金属的塑性变形与再结晶2.教学目的掌握强度与塑性、硬度:(HB、HR、HV)、冲击韧性。

疲劳强度等概念，了解晶界与晶粒位向的影响、冷塑性变形对组织和性能的影响;重点掌握热作软化三阶段及冷热加工的区别界限。

3.教学目标1.1 金属材料的常用性能及指标能够说出金属材料的常用性能及指标。

1.2 金属的晶格结构及结晶熟悉金属的晶格结构及结晶过程。

1.3 金属的塑性变形与再结晶能够理解金属的塑性变形与再结晶概念，掌握金属的塑性变形与再结晶过程。

第二章铁碳合金相图及其合金1.教学内容2.1 合金的相结构2.2 二元合金相图2.3 铁碳合金2.教学目的掌握合金的相结构、二元合金相图和铁碳合金。

3.教学目标2.1 合金的相结构能够熟练掌握合金的概念:合金、相、组织以及合金的相结构及机械混合物组织。