这些合金是用在电厂和石油化工工业的高温工作场合。大部分耐热钢具有较高的碳含量，因为碳提供了优良的高温强度。一些合金是在标准的300系列钢上加入了更多的碳，如304H和316H。这个“H”标志指出碳的质量分数在一般标准的高限范围0.04%～0.1%。在这类钢中的铸造合金包括HK40和HP45Nb中碳的质量分数为0.40%或更高。表6-12列出了轧制和铸造用耐热钢的牌号和成分。注意：为了改善高温耐腐蚀性能，这些钢的大部分含有高的铬含量，并且含有高的镍含量，这是为了稳定奥氏体，防止脆化。很多钢含有碳化物生成元素，包括Nb、Ti、Mo和W以改善蠕变强度。材料工程人员选择这类材料时考虑的准则包括：蠕变抗力、热疲劳抗力和耐受各种高温腐蚀的能力，如抗氧化、硫化和渗碳的能力。虽然为这些特定的应用场合选取材料时考虑力学性能、耐腐蚀性能、适用性、加工性和价格等都是很重要的，然而耐热钢在长时间使用后，微观组织和性能的稳定对材料的选择和最终的性能才是决定性的。耐热钢在长时间工作后能进行维修的能力也是很重要的，但经常不作为选材时考虑的因素。耐热钢在高温下工作，微观组织和性能变坏可能有多种原因，其结果表现为在工作中或在工厂停工期间或者要进行修补焊接时变得容易开裂。耐蚀钢和耐热钢开裂和脆化现象包括再热裂纹、σ相脆化和时效脆化。最近Zhang等[81]对这些材料在长期工作后的特性和焊接性进行了全面的综述。Ebert[82]为现场焊接修补那些在工作中脆化的HK40钢提出了切实可行的方法，包括以局部退火来溶解碳化物，使焊接区有足够的延性，使裂纹不会在修补焊缝的旁边发生。
表6-12 高温工作的奥氏体不锈钢
（续）
受拘束的焊接接头在焊后热处理或者在高温工作时，其热影响区会发生“再热裂纹”（或者叫“应力松弛裂纹”）。再热裂纹可以在很多材料中发生，包括奥氏体钢，铁素体钢和镍基合金。历史上再热裂纹首先是由电站工业在奥氏体不锈钢中观察到。冶金学的研究揭示了这种裂纹和形成晶内的析出物有关。实质上，这种晶内的析出强化了晶粒内部，而把松弛残留的焊接应力和整个系统的应力所必需的应变转移到了晶界。总的效应是降低了蠕变延性导致晶界破坏。这种开裂模式还有大量的实际问题待解决，特别是因为影响这种开裂的组织和成分上的因素还没有搞清楚。(www.xing528.com)
这种例子可以在Dhooge[83]的论文中找到，文章综述了在各种高温应用场合开裂的情况。
应力松弛裂纹也发生在长期工作在500～700°C（930～1290°F）温度区间的厚板工件或者高拘束度的焊缝中，这种裂纹产生的机理和再热裂纹相同，只是典型的破坏发生的时间是在10000～100000h范围内。对于由高碳类不锈钢（304H、316H、321H、800H）制造，而又不能进行焊后消除应力处理的大型焊件，这种裂纹特别成问题。其结果是应力松弛和碳化物析出同时发生，通常在纵焊缝和环形焊缝的HAZ中导致晶间开裂[84]。
AWS的分类中只有少量填充金属和这些高温用母材金属匹配，这些填充金属列于表6-13。除了308H和316H的成分外，其余填充金属都不能得到以铁素体为初始析出相的凝固模式。在表列填充金属中NiCrCoMo-1是镍基合金。这里再强调一下，在不能以铁素体为初始析出相进行凝固时，为了得到没有凝固裂纹的焊缝，焊接小而凸的焊道和填满弧坑是至关重要的。
表6-13 高温用奥氏体填充金属
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