这类热强钢在600~700℃温度范围内使用。它们含大量合金元素,尤其是含有较多的Cr和Ni,其总质量分数大大超过10%。这类钢广泛应用于汽轮机、燃气轮机、航空、舰艇、火箭、电炉、石油及化工等工业部门中。常用的奥氏体钢有1Cr18Ni9Ti和4Cr14Ni14W2Mo等。
1Cr18Ni9Ti既是奥氏体不锈钢,又是一种广泛应用的奥氏体钢,它的抗氧化性可达700~900℃,在600℃左右有足够的热强性,在锅炉及汽轮机制造方面用来制造610℃以下的过热器管道及构件等。钢中含有约18%Cr(质量分数),主要用以提高钢的抗氧化性和热强性;含约9%Ni(质量分数)主要用以形成稳定的奥氏体组织。铬镍奥氏体钢的组织稳定,高温下长期使用也不会脆化。钛形成碳化物的能力很强烈,与钒有类似的作用,它通过形成细小弥散的碳化物来提高钢的高温强度。
奥氏体钢热处理主要是固溶处理,即加热至1000℃以上,保温一定时间,随后水冷或空冷。随着合金元素含量的提高,固溶处理温度也须提高。作为耐热钢使用时,在固溶处理后要采用高于使用温度60~100℃的时效处理,以使组织进一步稳定,有时并通过强化相的沉淀析出而进一步提高钢的强度。1Cr18Ni9Ti热强钢的固溶处理与1Cr18Ni9Ti不锈钢相同。它的高温性能为:650℃时=46~75MPa,600℃时=75~80MPa。
4Cr14Ni14W2Mo是14-14-2型奥氏体钢,其化学成分为(质量分数):0.40%~0.50%C,13.0%~15.0%Cr,13.0%~15.0Ni,2.0%~2.75%W,0.25%~0.40%Mo。由于钢中元素的综合影响,使它的热强性、组织稳定性及抗氧化性均比上述4Cr9Si2和4Cr10Si2Mo等马氏体热强钢为高。它主要用来制造工作温度≥650℃的航空、船舶、载重汽车的内燃机排气阀。4Cr14Ni14W2Mo钢经1170~1200℃固溶处理,并750℃时效后可达以下性能:
室温力学性能:σb=720MN/m2,σs=320MN/m2,δ=20%,ψ=35%,AK=40J(www.xing528.com)
高温力学性能:600℃:=150MPa,=80MPa
650℃:=100MPa,=40MPa
以上介绍的耐热钢仅适用于650~750℃以下的工作温度。如果零件工作温度超过750℃,则应考虑选用镍基、钴基等耐热合金;工作温度超过900℃时,可考虑选用铌基、钼基、陶瓷合金等。
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