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详细了解耐热钢铸件

编辑:宁国东方碾磨材料股份有限公司时间:2018-12-20

  耐热钢铸件是指在高温下工作的钢材。耐热钢铸件的发展与电站、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。

  耐热钢是指具有高温抗氧化性和高温强度的钢。高温抗氧化性是保证工件在高温下持久工作的重要条件。钢件在高温空气等氧化环境中,氧与钢表面发生化学反应生成多种铁的氧化物层,该氧化物层很疏松,失去了钢的原有特性,极易脱落。为了提高钢的高温抗氧化性,向钢中加入合金元素,从而改变氧化物的结构。常用的合金元素有铬、硅、铝等。它们与氧反应,在钢的表面上生成致密的、稳定的氧化物层,或者说钝化层Cr2O3、SiO2或者Al2O3等,以保护钢不再继续氧化。铬、硅、铝加入量多,钢的高温抗氧化好,但是若硅、铝加入量太多,钢的力学性能和工艺性变差。所以,耐热钢以铬为主要合金元素,以硅、铝为辅助元素,总之,钢的高温抗氧化性只与化学成分有关。

  

  高温强度系指钢在高温下能够长时间保持承受机械载荷的能力。钢在高温下承受机械载荷一是软化,即强度随温度升高而降低。二是蠕变,即在恒定应力的作用下,塑性变形量随时间延长而缓慢增大,钢在高温下的塑性变形是由晶内滑移和晶界滑移造成。提高钢的高温强度,通常采用合金化方法。亦是向钢中加入合金元素,提高原子间的结合力及形成有利的组织。加入铬、钼、钨、钒、钛等,可强化钢的基体,提高再结晶温度,还可形成强化相碳化物或金属间化合物,如Cr23C6、VC、TiC等。这些强化相在高温下稳定,不溶解,不聚集长大,并保持其硬度。加入镍元素,主要是为了得到奥氏体。奥氏体比铁素体中的原子排列紧密,原子间结合力强,原子扩散较难。所以奥氏体的高温强度较好。可见,耐热钢的高温强度不仅与化学成分有关,而且还与组织有关。

  耐热钢铸件适用环境: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。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。