耐熱鋼分享資料

1、1第六章第六章 耐熱鋼及耐熱合金耐熱鋼及耐熱合金v耐熱鋼及鐵基耐熱合金耐熱鋼及鐵基耐熱合金v鎳基耐熱合金鎳基耐熱合金26.1 6.1 耐熱鋼工作條件及性能耐熱鋼工作條件及性能 n最基本的要求：最基本的要求： 高的高溫強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度（及塑性）高的高溫強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度（及塑性）熱強(qiáng)鋼熱強(qiáng)鋼 高的高溫化學(xué)穩(wěn)定性（特別是抗氧化性能）高的高溫化學(xué)穩(wěn)定性（特別是抗氧化性能）熱穩(wěn)定鋼熱穩(wěn)定鋼 良好的工藝性能及物理性能。良好的工藝性能及物理性能。n工作條件工作條件 蒸汽鍋爐、蒸汽渦輪，航空工業(yè)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，以及航天、蒸汽鍋爐、蒸汽渦輪，航空工業(yè)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，以及航天、艦船、石油和化工等工業(yè)部門的許多工作

2、部件在高溫下工艦船、石油和化工等工業(yè)部門的許多工作部件在高溫下工作。因?yàn)槭窃诟邷叵路?，所以這些零部件技術(shù)要求比較作。因?yàn)槭窃诟邷叵路郏赃@些零部件技術(shù)要求比較苛刻。通常把在高溫條件工作的鋼稱為耐熱鋼?？量?。通常把在高溫條件工作的鋼稱為耐熱鋼。3 耐熱鋼的高溫性能指標(biāo)耐熱鋼的高溫性能指標(biāo)1. 1. 蠕變及蠕變強(qiáng)度蠕變及蠕變強(qiáng)度 蠕變：蠕變：鋼和合金在溫度和應(yīng)力作用下將發(fā)生連續(xù)而緩慢的鋼和合金在溫度和應(yīng)力作用下將發(fā)生連續(xù)而緩慢的變形。變形。 蠕變強(qiáng)度：蠕變強(qiáng)度：它表示在某溫度下，在規(guī)定時(shí)間達(dá)到規(guī)定變形它表示在某溫度下，在規(guī)定時(shí)間達(dá)到規(guī)定變形（如（如0.1%）時(shí)所能承受的應(yīng)力，）時(shí)所能承受的應(yīng)

3、力， 0.1/10000700 主要針對(duì)使用過程中不允許有稍大變形的尺寸精確的零件，主要針對(duì)使用過程中不允許有稍大變形的尺寸精確的零件，如高溫高壓下工作的鋼管、蒸汽渦輪葉片。如高溫高壓下工作的鋼管、蒸汽渦輪葉片。 42. . 持久強(qiáng)度與持久塑性持久強(qiáng)度與持久塑性 l持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度在規(guī)定溫度和規(guī)定時(shí)間引起斷裂所能承受的最大應(yīng)力值。在規(guī)定溫度和規(guī)定時(shí)間引起斷裂所能承受的最大應(yīng)力值。 通常在設(shè)計(jì)使用時(shí)間不太長(zhǎng)（通常在設(shè)計(jì)使用時(shí)間不太長(zhǎng)（100-100-幾千小時(shí)）就可以更換幾千小時(shí)）就可以更換的零件或不要求尺寸精確，但不允許斷裂的長(zhǎng)期工作零件。的零件或不要求尺寸精確，但不允許斷裂的長(zhǎng)期工作零件。l塑

4、性塑性反映鋼材在高溫長(zhǎng)期應(yīng)力下斷裂時(shí)的塑性。反映鋼材在高溫長(zhǎng)期應(yīng)力下斷裂時(shí)的塑性。 許多鋼種在短時(shí)試驗(yàn)時(shí)其塑性可能很高，但經(jīng)高溫長(zhǎng)期試驗(yàn)許多鋼種在短時(shí)試驗(yàn)時(shí)其塑性可能很高，但經(jīng)高溫長(zhǎng)期試驗(yàn)后鋼的塑性有急劇下降趨勢(shì)，呈現(xiàn)出蠕變脆性。后鋼的塑性有急劇下降趨勢(shì)，呈現(xiàn)出蠕變脆性。5持久壽命：持久壽命： 它表示在規(guī)定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下拉斷的時(shí)間它表示在規(guī)定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下拉斷的時(shí)間. . 應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛 高溫下工作的緊固件，在力的作用方向和零件尺寸不改變高溫下工作的緊固件，在力的作用方向和零件尺寸不改變的條件下，工作零件中應(yīng)力自發(fā)降低的過程稱為應(yīng)力松的條件下，工作零件中應(yīng)力自發(fā)降低的過程稱為應(yīng)力

5、松弛現(xiàn)象。高溫下工作的緊固件要求有低的應(yīng)力松弛性能。弛現(xiàn)象。高溫下工作的緊固件要求有低的應(yīng)力松弛性能。 高溫疲勞強(qiáng)度高溫疲勞強(qiáng)度熱疲勞熱疲勞6 耐熱鋼的強(qiáng)化耐熱鋼的強(qiáng)化l 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化（MoMo, W, Cr, W, Cr為主）為主）合金晶格類型合金晶格類型：fcc-Fe bcc-Fe, 奧氏體型鋼要比奧氏體型鋼要比 F、M、P型鋼的蠕變抗力高型鋼的蠕變抗力高固溶體結(jié)合力固溶體結(jié)合力：合金化：合金化固溶體原子間結(jié)合固溶體原子間結(jié)合 力，力，Mo、Cr、Mn、Si作用較大作用較大7常用合金元素對(duì)工業(yè)純鐵蠕變極限的影響常用合金元素對(duì)工業(yè)純鐵蠕變極限的影響8l晶界強(qiáng)化晶界強(qiáng)化 純化晶界，純化晶界

6、，B B，Re,Re, Ca; Ca; 填充空位，阻礙擴(kuò)散；填充空位，阻礙擴(kuò)散； 晶界的沉淀強(qiáng)化。晶界的沉淀強(qiáng)化。凈化晶界：凈化晶界：雜質(zhì)易偏聚在晶界，形成易熔夾雜物雜質(zhì)易偏聚在晶界，形成易熔夾雜物 晶界強(qiáng)度。晶界強(qiáng)度。RE、B優(yōu)先結(jié)合雜質(zhì)，形成優(yōu)先結(jié)合雜質(zhì)，形成 高熔點(diǎn)化合物，異質(zhì)晶核高熔點(diǎn)化合物，異質(zhì)晶核從晶界轉(zhuǎn)入晶內(nèi)從晶界轉(zhuǎn)入晶內(nèi)填充空位填充空位：晶界上空位多，原子易快速擴(kuò)散。：晶界上空位多，原子易快速擴(kuò)散。B 易偏聚晶界，易偏聚晶界，晶界空位。晶界空位。9l沉淀強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化 只有只有MCMC的沉淀強(qiáng)化才使的沉淀強(qiáng)化才使 鋼具有好的高溫強(qiáng)度。鋼具有好的高溫強(qiáng)度。l熱處理強(qiáng)化熱處理強(qiáng)化控制

7、晶粒度；控制晶粒度；改善強(qiáng)化相分布狀態(tài)改善強(qiáng)化相分布狀態(tài) l形變強(qiáng)化形變強(qiáng)化 10 高溫化學(xué)穩(wěn)定性高溫化學(xué)穩(wěn)定性 1. Fe1. Fe的氧化膜的結(jié)構(gòu)的氧化膜的結(jié)構(gòu) 575575以下，以下，F(xiàn)eFe2 2OO3 3和和FeFe3 3OO4 4層，層， 575 575 以上，表層以上，表層FeFe2 2OO3 3, , 中間層中間層FeFe3 3OO4 4，內(nèi)層內(nèi)層FeOFeO，約約1:10:1001:10:100 （氧化速度加快）氧化速度加快）。 FeOFeO：結(jié)構(gòu)疏松，結(jié)合力弱，易剝落；：結(jié)構(gòu)疏松，結(jié)合力弱，易剝落； Fe Fe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4：結(jié)構(gòu)致密，和基體結(jié)

8、合好。：結(jié)構(gòu)致密，和基體結(jié)合好。 要提高鋼的抗氧化性，首先要阻止要提高鋼的抗氧化性，首先要阻止FeOFeO出現(xiàn)。出現(xiàn)。l加入合金元素，形成穩(wěn)定而致密氧化膜。加入合金元素，形成穩(wěn)定而致密氧化膜。 112. 2. 合金元素對(duì)鋼的氧化速度的影響合金元素對(duì)鋼的氧化速度的影響 l氧化膜的結(jié)構(gòu)要求：氧化膜的結(jié)構(gòu)要求：穩(wěn)定、致密、與基體結(jié)合緊密。穩(wěn)定、致密、與基體結(jié)合緊密。l加入加入Cr, Si, AlCr, Si, Al等，等， CrCr、AlAl可單獨(dú)加入，可單獨(dú)加入，Si Si 只能作輔加元只能作輔加元素素 ( (增加鋼的脆性增加鋼的脆性) )。l可以提高可以提高FeOFeO出現(xiàn)的溫度，改善鋼的高溫化

9、學(xué)穩(wěn)定性出現(xiàn)的溫度，改善鋼的高溫化學(xué)穩(wěn)定性; ;lCrCr2 2O O3 3或或AlAl2 2O O3 3或或SiOSiO2 2；FeO-CrFeO-Cr2 2OO3 3或或FeO-AlFeO-Al2 2OO3 3等尖晶等尖晶石氧化物膜；石氧化物膜；FeFe2 2SiOSiO4 4氧化膜。氧化膜。12 耐熱鋼的合金化耐熱鋼的合金化Cr：鋼抗氧化性主要元素。形成致密而穩(wěn)定的鋼抗氧化性主要元素。形成致密而穩(wěn)定的Cr2O3 T，Cr。如。如600650，需要，需要5%Cr ；800時(shí)，時(shí)， 為為12%Cr，固溶強(qiáng)化效果。固溶強(qiáng)化效果。Mo、W：低合金熱強(qiáng)性重要元素。低合金熱強(qiáng)性重要元素。 固溶強(qiáng)化；

10、析出穩(wěn)定相。固溶強(qiáng)化；析出穩(wěn)定相。Al：抗氧化性的有效元素?？寡趸缘挠行г亍?在在1000時(shí)，時(shí)， 6%Al18%Cr水平。水平。冶金工冶金工 藝性，藝性， 使鋼變脆。使鋼變脆。 不能單獨(dú)加入，作為輔助合金化元素。不能單獨(dú)加入，作為輔助合金化元素。13Si：抗氧化性的輔助元素。但效果比抗氧化性的輔助元素。但效果比Al還要有還要有 效，使鋼效，使鋼 脆性大，用脆性大，用Si代替部分代替部分Cr。G化，化，K聚集長(zhǎng)大。聚集長(zhǎng)大。 一般在一般在23%Si。用于滲碳罐，抗?jié)B性好。用于滲碳罐，抗?jié)B性好。 Ni：獲得奧氏體組織：獲得奧氏體組織 Ti、Nb、V：形成穩(wěn)定形成穩(wěn)定K，鋼松弛穩(wěn)定性，鋼松弛穩(wěn)

11、定性，熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性 C：較低溫度時(shí)強(qiáng)化鋼，較低溫度時(shí)強(qiáng)化鋼，K聚集長(zhǎng)聚集長(zhǎng) 大大 盡可能盡可能C。14 耐熱鋼與耐熱合金分類耐熱鋼與耐熱合金分類 lF F型型耐熱鋼耐熱鋼 350-650350-650 包括包括F-PF-P、F F、MM耐熱鋼耐熱鋼l奧氏體奧氏體耐熱鋼耐熱鋼 600-850600-850 包括固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化奧氏體耐熱鋼包括固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化奧氏體耐熱鋼 l高溫合金高溫合金：Ni Ni 、CoCo基合金，基合金，650-1150650-1150 l難熔合金難熔合金：MoMo、 Nb Nb基合金，基合金，10001000156.6.2 2 耐熱鋼鋼種耐熱鋼鋼種（一）（一）F-P

12、 F-P 耐熱鋼耐熱鋼 按用途主要有鍋爐鋼管、緊固件和轉(zhuǎn)子用鋼等幾大類。按用途主要有鍋爐鋼管、緊固件和轉(zhuǎn)子用鋼等幾大類。1、鍋爐鋼管、鍋爐鋼管常用鋼種常用鋼種 高溫和高壓，高溫?zé)煔夂退羝邷睾透邏?，高溫?zé)煔夂退羝? ,安全可靠安全可靠 抗氧化和耐抗氧化和耐蝕，組織穩(wěn)定蝕，組織穩(wěn)定, ,工藝性能好。工藝性能好。 1212Cr1MoVCr1MoV，15CrMo15CrMo, , 12Cr2MoWVSiTiB 12Cr2MoWVSiTiB 合金元素作用：合金元素作用： V V，TiTi 沉淀強(qiáng)化；沉淀強(qiáng)化； Mo Mo、WW、CrCr 固溶強(qiáng)化；固溶強(qiáng)化； Si Si和和CrCr 提高抗氧化性；

13、提高抗氧化性； B B 強(qiáng)化晶界。強(qiáng)化晶界。 16n組織組織 合金元素總量不超過合金元素總量不超過5%5%，退火后得到，退火后得到F+PF+P組織；也可經(jīng)組織；也可經(jīng)過熱處理得到過熱處理得到 B B 或或 MM組織使鋼強(qiáng)化。組織使鋼強(qiáng)化。n 用途用途：多用于鍋爐蒸汽管道，在：多用于鍋爐蒸汽管道，在450-620450-620蒸汽介質(zhì)中蒸汽介質(zhì)中長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。n 強(qiáng)化方法強(qiáng)化方法 固溶強(qiáng)化：以固溶強(qiáng)化：以Mo, W, CrMo, W, Cr為主要元素為主要元素 碳化物沉淀強(qiáng)化碳化物沉淀強(qiáng)化：以：以V, Ti, NbV, Ti, Nb為主要元素為主要元素 從提高高溫強(qiáng)度（持久強(qiáng)度）：從提高高

14、溫強(qiáng)度（持久強(qiáng)度）： MCMMCM2 2CMCM6 6CMCM2323C C6 6MM7 7C C3 3 17 1212Cr1MoVCr1MoV鋼為例鋼為例： 980980加熱后加熱后 爐冷爐冷 F + PF + P組織組織 持久強(qiáng)度最低，持久塑性最高持久強(qiáng)度最低，持久塑性最高 空冷空冷 （粒狀（粒狀 B +B +少量少量 F +F +少量少量 M M ）組織組織 高溫回火高溫回火 （740740） 淬火淬火 M M 組織組織- -高溫回火（高溫回火（740740） 高溫回火（高溫回火（740740）- -回火回火T-ST-S組織組織 持久強(qiáng)度最高，持久塑性居中持久強(qiáng)度最高，持久塑性居中 回火

15、溫度回火溫度 = = 使用溫度使用溫度 + 100-150 + 100-150 182、緊固件用珠光體耐熱鋼、緊固件用珠光體耐熱鋼 緊緊固固件件處于初緊預(yù)應(yīng)處于初緊預(yù)應(yīng)力狀態(tài)工作力狀態(tài)工作高的屈服強(qiáng)度、高的屈服強(qiáng)度、松弛穩(wěn)定性，松弛穩(wěn)定性，缺口敏感性小，缺口敏感性小，一定抗氧化性一定抗氧化性CCr/ Mo/ V常用鋼：常用鋼：35CrMoV、25Cr2MoV鋼常用作中壓鋼常用作中壓 氣輪機(jī)的氣輪機(jī)的 螺栓和螺母材料，螺栓和螺母材料，25Cr2Mo1V鋼鋼 在高壓電廠中在高壓電廠中 廣泛使用廣泛使用193、轉(zhuǎn)子用鋼、轉(zhuǎn)子用鋼主軸、葉輪主軸、葉輪或整鍛轉(zhuǎn)子或整鍛轉(zhuǎn)子 熱強(qiáng)性，沿軸向、徑向均勻一致熱

16、強(qiáng)性，沿軸向、徑向均勻一致的綜合力學(xué)性能的綜合力學(xué)性能淬透性。淬透性。常用鋼：汽輪機(jī)葉輪常用中碳珠光體熱強(qiáng)鋼常用鋼：汽輪機(jī)葉輪常用中碳珠光體熱強(qiáng)鋼 制造。如制造。如35Cr2MoV、33Cr3WMoV鋼鋼過熱蒸汽，復(fù)雜應(yīng)過熱蒸汽，復(fù)雜應(yīng)力（扭力（扭/彎彎/熱等）熱等）20（二）馬氏體耐熱鋼（二）馬氏體耐熱鋼 1 1、葉片用鋼、葉片用鋼 由由低低C C Cr13Cr13型型馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼轉(zhuǎn)變而來，加入轉(zhuǎn)變而來，加入W, Mo, V, W, Mo, V, Nb, N, BNb, N, B ， Cr12Cr12型馬氏體耐熱鋼。型馬氏體耐熱鋼。 可作可作570570汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子

17、。具有良好的消震性，但其轉(zhuǎn)子。具有良好的消震性，但其組織穩(wěn)定性差。組織穩(wěn)定性差。 主要碳化物為主要碳化物為( (Cr, M)Cr, M)2323C C6 6，還有其它碳化物。還有其它碳化物。 鋼種：鋼種：2 2Cr12MoV, 2Cr12WMoVCr12MoV, 2Cr12WMoV: : 回火回火T T- -回火回火S S 強(qiáng)化相為強(qiáng)化相為MM2323C C6 6，MCMC和和MM6 6C,C, 或或FeFe2 2W W ； 組織：組織：650-750 650-750 回火回火-回火回火T-ST-S組織。組織。213 3、氣閥鋼、氣閥鋼l內(nèi)燃機(jī)排氣閥工作條件非?？量虄?nèi)燃機(jī)排氣閥工作條件非?？量?/p>

18、: : 700850工作，工作，受到燃?xì)獾母邷馗g、氧化腐蝕和沖刷腐蝕磨損受到燃?xì)獾母邷馗g、氧化腐蝕和沖刷腐蝕磨損,熱熱疲勞疲勞 。l 常用鋼號(hào)有常用鋼號(hào)有4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo，l采用采用1050淬火加熱、油冷，淬火加熱、油冷，700左右回火，回火左右回火，回火索氏體，保持馬氏體形貌特征。索氏體，保持馬氏體形貌特征。l高于高于750的閥門需要的閥門需要采用奧氏體型熱強(qiáng)鋼。采用奧氏體型熱強(qiáng)鋼。22（三）工業(yè)爐用耐熱鋼（三）工業(yè)爐用耐熱鋼 Fe-Al-MnFe-Al-Mn爐用耐熱鋼爐用耐熱鋼 + +少量少量 ，工作溫度工作溫度900 900 左右左右 Cr-Mn-C-NCr-Mn

19、-C-N爐用耐熱鋼爐用耐熱鋼 （ 組織組織 ） Cr19Mn12Si2N Cr19Mn12Si2N， Cr20Mn9Ni2Si2N Cr20Mn9Ni2Si2N 可用于可用于850-1000850-1000的工業(yè)爐用耐熱件的工業(yè)爐用耐熱件 高高Cr-NiCr-Ni奧氏體爐用耐熱鋼奧氏體爐用耐熱鋼 1000-1200 1000-1200長(zhǎng)期工作長(zhǎng)期工作 ，3 3Cr18Ni25Si2Cr18Ni25Si223（四）奧氏體耐熱鋼（四）奧氏體耐熱鋼 具有具有B.C.CB.C.C的鐵素體型耐熱鋼，在的鐵素體型耐熱鋼，在600-650600-650溫度條件溫度條件下的蠕變強(qiáng)度明顯下降。下的蠕變強(qiáng)度明顯下

20、降。 具有具有F.C.CF.C.C結(jié)構(gòu)的奧氏體型耐熱鋼，在結(jié)構(gòu)的奧氏體型耐熱鋼，在650650或更高溫度或更高溫度（750 750 ）下有較高的高溫強(qiáng)度；）下有較高的高溫強(qiáng)度； 奧氏體型耐熱鋼可分為三類奧氏體型耐熱鋼可分為三類: : 簡(jiǎn)單奧氏體耐熱鋼（簡(jiǎn)單奧氏體耐熱鋼（Cr18Ni9Cr18Ni9型奧氏體不銹鋼）型奧氏體不銹鋼）; ; 固溶強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼固溶強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼; ; 沉淀強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼。沉淀強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼。 241. Cr18Ni91. Cr18Ni9型奧氏體不銹鋼型奧氏體不銹鋼 Cr18Ni9Ti Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼在奧氏體不銹鋼在600600左右具有

21、較高的持久左右具有較高的持久強(qiáng)度，也可用來制作強(qiáng)度，也可用來制作600600左右工作的鍋爐和汽輪機(jī)和鍛左右工作的鍋爐和汽輪機(jī)和鍛件。件。2. 2. 固溶強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼固溶強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼 如如1Crl4Ni9W2NbB1Crl4Ni9W2NbB、1Cr18Ni14Mo2Nb1Cr18Ni14Mo2Nb等，以等，以WW、MoMo進(jìn)行固溶強(qiáng)化，以硼進(jìn)行晶界強(qiáng)化。進(jìn)行固溶強(qiáng)化，以硼進(jìn)行晶界強(qiáng)化。 這類鋼可用來制造在這類鋼可用來制造在600-700600-700下工作的蒸氣過熱器下工作的蒸氣過熱器和動(dòng)力裝置的管路，和動(dòng)力裝置的管路，680680以下燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)、靜葉片及其以下燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)、靜葉片及其

22、他鍛件。鋼具有中等持久強(qiáng)度和高塑性。他鍛件。鋼具有中等持久強(qiáng)度和高塑性。253. 3. 沉淀強(qiáng)化耐熱鋼沉淀強(qiáng)化耐熱鋼 （1 1）碳化物沉淀強(qiáng)化耐熱鋼）碳化物沉淀強(qiáng)化耐熱鋼l這類鋼的沉淀強(qiáng)化相為這類鋼的沉淀強(qiáng)化相為MCMC型碳化物，并含有型碳化物，并含有WW、MoMo等固等固溶強(qiáng)化元素。以溶強(qiáng)化元素。以NbCNbC為沉淀強(qiáng)化相的鋼為為沉淀強(qiáng)化相的鋼為4Cr13Ni13Co10Mo2W3Nb34Cr13Ni13Co10Mo2W3Nb3。l常用的是以錳部分代鎳的常用的是以錳部分代鎳的4Cr13Mn8Ni8MoVNb(GH36)4Cr13Mn8Ni8MoVNb(GH36)鋼，強(qiáng)化相是鋼，強(qiáng)化相是(V(

23、V，Nb)CNb)C，它以，它以VCVC為主，溶有部分鈮。為主，溶有部分鈮。VCVC析出的最高速度的溫度在析出的最高速度的溫度在670-700670-700，在此溫度時(shí)，在此溫度時(shí)效后，鋼具有最高的沉淀硬化。另外一種碳化物是復(fù)合的效后，鋼具有最高的沉淀硬化。另外一種碳化物是復(fù)合的M23C6M23C6型的型的(Cr(Cr，MnMn，MoMo，F(xiàn)eFe，V)23C6V)23C6，但不能成為，但不能成為沉淀強(qiáng)化相。沉淀強(qiáng)化相。26lM M2323C C6 6型在較低溫度析出量很少，其最高析出溫度在型在較低溫度析出量很少，其最高析出溫度在900900。lGH36GH36鋼固溶溫度為鋼固溶溫度為1140

24、1140，保溫，保溫1.5-2 h1.5-2 h，然后水冷；固溶，然后水冷；固溶處理后進(jìn)行兩次時(shí)效處理：處理后進(jìn)行兩次時(shí)效處理： （1 1）670670時(shí)效時(shí)效16h16h，使，使VCVC細(xì)小彌散析出，強(qiáng)度提高，但塑細(xì)小彌散析出，強(qiáng)度提高，但塑韌性較低，且具有缺口敏感性。韌性較低，且具有缺口敏感性。 （2 2）760-800760-800時(shí)效時(shí)效14-16h14-16h，然后空冷。彌散的，然后空冷。彌散的VCVC適當(dāng)長(zhǎng)適當(dāng)長(zhǎng)大，這種組織在低于大，這種組織在低于700700有很好的穩(wěn)定性?？捎糜谟泻芎玫姆€(wěn)定性?？捎糜?50-650-700700長(zhǎng)期工作的零件，如渦輪盤件。長(zhǎng)期工作的零件，如渦輪盤

25、件。27（2 2）金屬間化合物沉淀強(qiáng)化型耐熱鋼）金屬間化合物沉淀強(qiáng)化型耐熱鋼 合金元素鈦和鋁在奧氏體耐熱鋼時(shí)效過程中能析出金屬化合金元素鈦和鋁在奧氏體耐熱鋼時(shí)效過程中能析出金屬化合物合物為主要沉淀強(qiáng)化相。為主要沉淀強(qiáng)化相。-Ni-Ni3 3（TiTi，AlAl）點(diǎn)陣常數(shù)）點(diǎn)陣常數(shù)與與 基體相近，二者僅稍有差別，當(dāng)基體相近，二者僅稍有差別，當(dāng)相析出時(shí)，能形成相析出時(shí)，能形成共格，產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化。共格，產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化。 GH132GH132（A-286A-286）鋼是典型的金屬間化合物沉淀強(qiáng)化耐熱）鋼是典型的金屬間化合物沉淀強(qiáng)化耐熱鋼，用來制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件，有較高的高溫強(qiáng)度，可以鋼，用來制造噴氣發(fā)動(dòng)

26、機(jī)部件，有較高的高溫強(qiáng)度，可以在在650-700650-700使用，對(duì)要求抗氧化而強(qiáng)度要求不高的零件，使用，對(duì)要求抗氧化而強(qiáng)度要求不高的零件，可以在可以在850850長(zhǎng)期工作。它還具有好的熱加工性和切削加長(zhǎng)期工作。它還具有好的熱加工性和切削加工性能。工性能。281 1）GH132GH132（A-286A-286）鋼成分）鋼成分n 其主要成分其主要成分為：為： C 0.08% C 0.08%，Cr 13.5-16%Cr 13.5-16%，Ni 24-27Ni 24-27，Mn 1-2Mn 1-2， Mo 1-1.5 Mo 1-1.5， Ti 1.75-2.30Ti 1.75-2.30， Al0.

27、40%Al1.4%, Ti1.4%, 產(chǎn)生產(chǎn)生相。含鈦高而含鋁極低時(shí)，析出的相。含鈦高而含鋁極低時(shí)，析出的相不穩(wěn)定，會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成簡(jiǎn)單六方結(jié)構(gòu)的相不穩(wěn)定，會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成簡(jiǎn)單六方結(jié)構(gòu)的-Ni3Ti-Ni3Ti（胞狀沉（胞狀沉淀）。因此淀）。因此AlAl的作用主要用來穩(wěn)定含鈦的的作用主要用來穩(wěn)定含鈦的相的相的FCCFCC結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，保持強(qiáng)化作用。鋁含量過高，除形成保持強(qiáng)化作用。鋁含量過高，除形成外，還出現(xiàn)外，還出現(xiàn)Ni2AlTiNi2AlTi相，其穩(wěn)定性差，易聚集長(zhǎng)大，不能作為沉淀強(qiáng)化相。相，其穩(wěn)定性差，易聚集長(zhǎng)大，不能作為沉淀強(qiáng)化相。l當(dāng)鈦的含量增加至當(dāng)鈦的含量增加至2.15%2.15%，產(chǎn)生最大的

28、沉淀強(qiáng)化作用；當(dāng)鈦，產(chǎn)生最大的沉淀強(qiáng)化作用；當(dāng)鈦的含量過高時(shí)的含量過高時(shí), ,易產(chǎn)生缺口敏感性，除加入鉬改善外，還需加易產(chǎn)生缺口敏感性，除加入鉬改善外，還需加入入V V和和B B才能消除。才能消除。lB B能產(chǎn)生晶界強(qiáng)化能產(chǎn)生晶界強(qiáng)化, , 并能提高持久塑性，并能提高持久塑性，B0.001-0.01%B0.001-0.01%。lC C、SiSi和和MnMn要控制在下限，要控制在下限，B B控制在中下限?？刂圃谥邢孪?。31nGH132GH132（A-286A-286）鋼的熱處理）鋼的熱處理 固溶處理溫度為固溶處理溫度為980-1000980-1000：可獲得合適的晶粒度，：可獲得合適的晶粒度，成

29、分均勻，具有較高的伸長(zhǎng)率、成型性和焊接性。成分均勻，具有較高的伸長(zhǎng)率、成型性和焊接性。 時(shí)效溫度為時(shí)效溫度為700-760700-760，沉淀強(qiáng)化效果最好。，沉淀強(qiáng)化效果最好。以極小以極小的球狀顆粒分布在基體上，與基體共格。的球狀顆粒分布在基體上，與基體共格。32（3 3）鐵基耐熱合金）鐵基耐熱合金l用用WW、MoMo、TiTi、AlAl進(jìn)一步強(qiáng)化的鐵基耐熱合金如進(jìn)一步強(qiáng)化的鐵基耐熱合金如GH35GH35（Cr15Ni35W2Mo2Ti2Al2.5Cr15Ni35W2Mo2Ti2Al2.5）等，可在）等，可在700-750700-750工作。工作。lGH302GH302（Cr14Ni40W4M

30、o2Ti2.5Al2Cr14Ni40W4Mo2Ti2.5Al2）等可在）等可在800800工作，工作，以取代鎳基合金。以取代鎳基合金。l但在長(zhǎng)時(shí)間高溫作用，在晶界易析出脆性相，降低組織穩(wěn)定但在長(zhǎng)時(shí)間高溫作用，在晶界易析出脆性相，降低組織穩(wěn)定性和造成脆化傾向。這需要從調(diào)整成分和細(xì)化晶粒來減少其性和造成脆化傾向。這需要從調(diào)整成分和細(xì)化晶粒來減少其析出程度。析出程度。336. 3 6. 3 鎳基耐熱合金鎳基耐熱合金 一合金化原理一合金化原理l鐵基耐熱合金的最高工作溫度只能達(dá)到鐵基耐熱合金的最高工作溫度只能達(dá)到750-850750-850，在更，在更高溫度下使用的是鎳基耐熱合金。鎳基合金是在高溫度下使

31、用的是鎳基耐熱合金。鎳基合金是在Cr20Ni80Cr20Ni80基礎(chǔ)上加入大量強(qiáng)化元素如鎢、鉬、鈦、鋁、鈮、鈷、鉭等?；A(chǔ)上加入大量強(qiáng)化元素如鎢、鉬、鈦、鋁、鈮、鈷、鉭等。l鎳基耐熱合金中采用金屬間化合物作為沉淀強(qiáng)化相，首先采鎳基耐熱合金中采用金屬間化合物作為沉淀強(qiáng)化相，首先采用的是用的是-Ni-Ni3 3 (Ti, Al) (Ti, Al)相。相。 -Ni-Ni3 3 (Ti, Al) (Ti, Al)相與鎳基固溶體相與鎳基固溶體有相同的點(diǎn)陣類型和相近的點(diǎn)陣常數(shù)，有相同的點(diǎn)陣類型和相近的點(diǎn)陣常數(shù)，相與基體形成共相與基體形成共格，其相界面能低，使其在高溫下長(zhǎng)期停留時(shí)聚集長(zhǎng)大速度格，其相界面能低

32、，使其在高溫下長(zhǎng)期停留時(shí)聚集長(zhǎng)大速度小，且小，且-Ni3(Ti, Al)-Ni3(Ti, Al)相本身具有較好的塑性，故其是理想相本身具有較好的塑性，故其是理想的沉淀強(qiáng)化相。的沉淀強(qiáng)化相。34l-Ni-Ni3 3(Ti,Al)(Ti,Al)相對(duì)合金的強(qiáng)化表現(xiàn)在兩方面：相對(duì)合金的強(qiáng)化表現(xiàn)在兩方面： 1 1）共格強(qiáng)化；）共格強(qiáng)化； 2 2）反相疇界強(qiáng)化。）反相疇界強(qiáng)化。l機(jī)制機(jī)制: : 當(dāng)鎳基合金時(shí)效時(shí)，析出當(dāng)鎳基合金時(shí)效時(shí)，析出相與相與 固溶體保固溶體保持共格，持共格，相的點(diǎn)陣常數(shù)稍大于相的點(diǎn)陣常數(shù)稍大于 固溶體，形成共固溶體，形成共格界面時(shí)存在匹配度差，因而在格界面時(shí)存在匹配度差，因而在相周圍的相周圍的 固溶固溶體中產(chǎn)生畸變應(yīng)力。匹配度差越大，畸變應(yīng)力也越體中產(chǎn)生畸變應(yīng)力。匹配度差越大，畸變