Ch6 耐热钢和铁基高温合金.ppt

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1、Chapter6耐热钢和铁基高温合金主要内容第一节珠光体型热强钢第二节马氏体型热强钢第三节铁素体型、奥氏体型及沉淀硬化型耐热钢第四节铁基高温合金Chapter6耐热钢和铁基高温合金基本要求：了解耐热金属材料的工作条件及性能特点；耐热钢及铁基高温合金的合金化及其热处理；常用耐热钢和铁基高温合金。重点和难点：耐热钢及铁基高温合金的性能特点及合金化原理。Chapter6耐热钢和铁基高温合金背景:耐热钢和高温合金是指在高温下工作并具有一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。6.0引言6.0引言Chapter6耐热钢和铁基高温合金对蒸汽轮机和锅炉来讲：在本世纪30~40年代蒸

2、汽温度不过400~450℃，蒸汽压力不过近100大气压；现在蒸汽温度已达650℃，蒸汽压力也高达340大气压以上，因此所使用的金属材料也从低碳钢发展到复杂的各类合金钢。6.0引言Chapter6耐热钢和铁基高温合金耐热钢的分类按合金元素多少可分为两类：一类是在低合金结构钢基础上发展起来的低合金珠光体型热强钢；另一类是在不锈钢基础上发展起来的高合金专用耐热钢。专用耐热钢按对使用性能的要求可以分为：热强钢和热稳定钢。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言热强钢是指在高温下有一定抗氧化能力并具有足够强度而不产生大量变形或断裂的钢种，如高温螺栓、涡轮叶片等。它们工作

3、时要求承受较大的载荷，失效的主要原因是高温下强度不够。热强钢广泛用于制造锅炉管道、紧固件、汽轮机转子、叶片、排气阀等。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言热稳定钢是指在高温下抗氧化或抗高温介质腐蚀而不破坏的钢种，如炉底、炉栅等。它们工作时的主要失效形式是高温氧化，而单位面积上承受的载荷并不大，故又称抗氧化钢。热稳定钢广泛用于工业炉中的构件、炉底板、马弗罐、料架、辐射管等。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言按组织的晶体结构特征可以分为：奥氏体型铁素体型马氏体型沉淀硬化型Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言奥氏体型、铁素体型钢大都用于要求

4、抗氧化性较高的场合；马氏体型和沉淀硬化型钢则多用于要求高温强度较高的场合。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言由于珠光体型热强钢、马氏体型热强钢在加热和冷却时会发生相变，所以要进一步提高使用温度受到限制。更高温度下则须使用奥氏体型热强钢和高温合金。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言由于珠光体型热强钢、马氏体型热强钢在中温下有较好的热强性、热稳定性及工艺性能，线膨胀系数小，含碳量也较低，价格低廉，广泛应用于制造锅炉、汽轮机及石油提炼设备等，是适宜在600℃~650℃以下温度使用的热强钢。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言现代航空工业的

5、发展出现了超音速飞机，其发动机的工作温度高达1200℃，从而，出现了各类镍基、钴基合金。由此可见，根据工程结构的要求不同，耐热钢和高温合金的使用温度范围是十分宽广的，从几百度到千度以上。一般来讲，耐热钢和高温合金工作温度是指该金属或合金的（0.3~0.5）T熔点℃以上的温度。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言高温合金的分类按基体元素分类：以铁为主，加入的合金元素总量超过50％的铁基合金称为铁基高温合金；类似地，以镍为主的合金称为镍基高温合金。以钴为主的称为钴基高温合金。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言按制备工艺分类变形高温合金饼材、棒材、板

6、材、环形件、管材、带材和丝材等；铸造高温合金普通精密铸造合金、定向凝固高温合金、单晶凝固高温合金粉末冶金高温合金普通粉末冶金高温合金、氧化物弥散强化高温合金Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言按强化方式分类固溶强化型沉淀强化型金属间化合物氧化物弥散强化型纤维强化型等。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言按使用特性，高温合金又可分为高强度合金高屈服强度合金抗松弛合金低膨胀合金抗热腐蚀合金等等。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.4铁基高温合金铁基、钴基和镍基合金的使用温度一般不超过1000℃；温度再高就必须选用难熔金属（指熔点高于1650℃的金

7、属）或其合金了。本章主要讲述耐热钢和铁基高温合金。Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言珠光体型热强钢是合金结构钢中的一部分钢种，其特点是：碳含量较低，工艺性、导热性好，热处理工艺简单，价格便宜；使用少量的合金元素固溶强化和改善Fe2O3氧化膜的稳定性；在500℃~620℃以下具有良好的热强性。6.1珠光体型热强钢Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.1珠光体型热强钢珠光体型热强钢按碳含量和应用特点又可分为低碳珠光体热强钢中碳珠光体热强钢Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.1珠光体型热强钢一、低碳珠光体型热强钢这类钢对应于普通低合金高强度结构钢，要