耐热钢和耐热合金级.pptx

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1、 耐耐热热钢钢：是指在高温下工作并具有一定抗氧化耐腐 蚀能力的钢种，包括热稳定钢和热强钢。热稳定钢热稳定钢（抗氧化钢，不起皮钢）（抗氧化钢，不起皮钢）：高温下有较好 的抗氧化性，或高温介质腐蚀及一定强度。热热强强钢钢：高温下有较高的强度，一定的抗氧化或高 温腐蚀介质腐蚀的钢，较好的强度保证构 件高温下工作不产生大量变形或断裂。高温引出的问题高温引出的问题：高温影响钢的化学稳定性，主要是引起高温氧化高温降低钢强度，如何降低钢的强度？第2页/共25页第1页/共25页钢的热稳定性钢的热稳定性 钢的热稳定性是指钢在高温下抗氧化或抗高温介质腐蚀的能力抗氧化性：Fe+O2 三种氧化物低温（560）Fe2O

2、3 Fe3O4 下面形成FeO,Fe、O易于扩散接触反应第3页/共25页第2页/共25页提高钢热稳定性提高钢热稳定性加入加入Cr A1 SiCr A1 Si Cr2O3,A12O3,FeO.Cr2O3,FeO.A12O3 很致密并与钢件表面牢固结 合的氧化膜 提高FeO形成温度，800-1200 不出现。（若无Cr,A1,Si等，560就形成FeO。）但A1,Si大量加入，钢强度韧性下降，脆性 增加（二者均促进石墨化）Cr,A1,Si综合加入，A18%，Si800）三种类型 -Fe基热强钢 固溶强化型碳化物强化型金属间化合物沉淀强化型第15页/共25页第14页/共25页固溶强化型奥氏体热强钢固

3、溶强化型奥氏体热强钢Cr18-Ni9Cr18-Ni9（良好的热强性）奥氏不锈钢+少量Mo,W,Nb等元素提高热强性1 1Cr18Ni9MoCr18Ni9Mo，1Cr18Ni19W2NbB1Cr18Ni19W2NbB：W 固溶强化，B 晶界强化 热处理：热处理：固溶处理后使用，中等强度，高温但 强度要求低的场合使用。第16页/共25页第15页/共25页碳化物强化型奥氏体热强钢碳化物强化型奥氏体热强钢成分：成分：高Cr,Ni,形成奥氏体 W,Mo,Nb,V等强C化物形成元素 0.3%以上的C保证足够的C化物形成MC 简单结构的碳化物为强化相,淬火+时效沉淀处理，GH36，注意时效温度。第17页/共

4、25页第16页/共25页碳化物强化型奥氏体热强钢碳化物强化型奥氏体热强钢热处理热处理（以GH36为例）：固溶，时效（二次）第一次：低温670，得基体+细小密集分布均匀的C化物，高强,塑性差；第二次：高温 770800，高于使用温度，C化物稍长大，组织在750下稳定，塑性、韧性均改善。第18页/共25页第17页/共25页金属间化合物强化型热强钢金属间化合物强化型热强钢（铁基高温合金）（铁基高温合金）C C很低：很低：0.08合金元素：Al,Ti,Mo,V,B强强化化相相：金属间化合物，相Ni3(Ti，A1)，Ni3Ti与基体共格或半共 格的沉淀强化，NiNi含含量量较较高高(25%-40%)(2

5、5%-40%)，以获得稳定的，并且有足够Ni形成相形成沉淀强化。第19页/共25页第18页/共25页金属间化合物强化型热强钢金属间化合物强化型热强钢Cr：提高钢的化学稳定性提高钢的化学稳定性Mo：固溶强化作用固溶强化作用Ni：稳定奥氏体组织稳定奥氏体组织Ti和Al：形成形成相相Ni3(Ti，Al)，Ni3TiB 晶界强化晶界强化第20页/共25页第19页/共25页 镍基耐热合金镍基耐热合金镍：镍：FCCFCC 无同素异构，高密度重金属8.99%/cm3耐腐蚀，耐热，金属键强，蠕变起始温度高纯Ni:低强高塑，冷热塑性成形性能好镍基高温合金的合金化镍基高温合金的合金化Cr 主加元素，热稳定性 另外

6、，Si,A1热稳定性Cr,W,Mo，Co 固溶强化Ti、Al、Ta(钽)、Nb,Hf（铪），与Ni形成相（与 基体共格或半共格的）沉淀强化 Ni3A1，Ni3Ti等，体积分数最高可达6070%C化物亦可形成第二相强化B，Zr,Mg，稀土（RE）等强化晶界第21页/共25页第20页/共25页镍基高温合金镍基高温合金变形镍基高温合金（GH+序号表示）（使用温度950左右）铸造高温合金（K1,K2等表示）（使用温度1000左右）与铁基高温合金相比，镍基高温合金的工作温度更高，与铁基高温合金相比，镍基高温合金的工作温度更高，组织稳定性好，抗氧化及抗高温腐蚀性能更好。组织稳定性好，抗氧化及抗高温腐蚀性能

7、更好。分类：分类：第22页/共25页第21页/共25页变形镍基高温合金变形镍基高温合金固溶强化型固溶强化型：合金元素Cr,W,Mo,Co 抗氧化，焊接变形加工性能好，用于制造形状复杂承载不大，抗氧化，需冷压和焊接的高温合金，航空航天发动机燃烧室。第23页/共25页第22页/共25页变形镍基高温合金变形镍基高温合金时效强化型时效强化型：Ti,A1,Ta,V,C等，形成相，第二相强化热处理热处理：固溶处理+时效强化使用态组织使用态组织：+强化相（+C化物）性性能能特特点点：抗氧化温度高，高温塑性较低，导热性差，加工硬化严重，切削加工困难（电解加工工艺）。主要用于高温下承载零构件。第24页/共25页第23页/共25页铸造镍基高温合金铸造镍基高温合金 当45%时，变形加工困难，尤其是形 状复杂时，用铸造直接成形铸造镍基 高温合金 特点：更高的持久强度和高温强度，使用 温度最高的高温合金 基体将大量强化相粘接 固溶处理目的是均匀成分和组织等，通常不再进行时效处理。第25页/共25页第24页/共25页感谢您的观看！第25页/共25页