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耐热钢铸件生产过程中疑难问题

时间: 2019-09-30 08:19:29来源: 江阴市水平合金铸件厂

耐热钢铸件生产过程中疑难问题

耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工 作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外,根据用途不同还要求有足够的韧性、良 好的可加工性和焊接性,以及一定的组织稳定性。


中国自 1952 年开始生产耐热钢。以后研制出一些 新型的低合金热强钢,从而使珠光体热强钢的工作温度提高到 600~620℃;还发展出一些新的低铬镍 抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸钢在使用范围上互有交叉,一些不锈钢兼具耐热钢特性,既可用作为 不锈耐酸钢,也可作为耐热钢使用。 铬、铝、硅这些铁素体形成的元素,在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜,防止继续氧化, 是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐蚀的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶 化。

铬能显著提高低合金钢的再结晶温度,含量为 2%时,强化效果最好。 镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代 镍形成奥氏体,但损害了耐热钢的抗氧化性。

钒、钛、铌是强碳化物形成元素,能形成细小弥散的碳化物,提高钢的高温强度。钛、铌与碳 结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。

碳、氮可扩大和稳定奥氏体,从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时,可显著提高 氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。 硼、稀土均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变,晶界上的硼又能阻止 元素扩散和晶界迁移,从而提高钢的高温强度;稀土元素能显著提高钢的抗氧化性,改善热塑性。

冶炼耐热钢一般在电弧炉或感应炉中熔炼。质量要求高的往往采用真空精炼和炉外精炼工艺。 铸造某些高合金耐热钢难以加工变形,生产铸件不仅比轧材合算,而且铸件还有较高的持久强度。 所以在耐热钢中耐热铸钢占有相当大的比例。铸造方法除采用砂型铸造外,还可用精密铸造工艺以获 得表面光滑、尺寸精确的产品。对合成氨和乙烯裂解用的高温炉管往往采用离心铸造的方法。

热处理珠光体热强钢通常经正火或调质后使用;马氏体耐热钢用调质处理,以稳定组织,得到良 好的综合力学性能和高温强度。 耐热钢退火罐生产线铁素体钢不能通过热处理强化。为消除因冷塑性变形加工和焊接所导致的内 应力,可在 650~830℃进行退火处理,退火后快速冷却,以便迅速地经过 475℃脆性温度范围。 奥氏体抗氧化钢大多采用高温固溶热处理,以获得良好的冷变形性。奥氏体热强钢则先用高温固 溶处理,然后在高于使用温度 60~100℃条件下进行时效处理,使组织稳定化,同时析出第二相,以 强化基体。 耐热铸钢多在铸态下使用,也有根据耐热钢的种类采用相应的热处理的。


关键词:铸件 耐热钢 
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