河海大学 工程材料 耐热钢及高温合金.ppt

《河海大学 工程材料 耐热钢及高温合金.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、工程材料A第六章耐热钢和高温合金机电工程学院1第六章耐热钢和高温合金§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢§6.2金属的热强性§6.3α-Fe基热强钢§6.4γ-Fe基热强钢2§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢第六章耐热钢和高温合金耐热钢：高温下具有高的热化学稳定性(抗腐蚀和耐腐蚀性能)和热强性的特殊钢。种类：1、热稳定钢高温下抗氧化或抗高温介质腐蚀而不破坏的钢种。2、热强钢高温下具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。失效形式：高温下强度不足、表面氧化腐蚀3§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢服

2、役条件：高温下工作（影响化学稳定性、降强度）性能要求：1、抗蠕变、抗热松弛和热疲劳性能及抗氧化能力2、介质中抗腐蚀能力和足够韧性3、良好加工性能和焊接性4、合理的组织稳定性用途：制造工业加热炉、热工动力机械（如内燃机）、石油及化工机械与设备等。第六章耐热钢和高温合金§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢4一、钢的抗氧化性能及其提高途径失效：高温下强度不足、表面氧化腐蚀要求：较好的热稳定性热稳定性：钢在高温下抗氧化和高温介质腐蚀的能力；指标：g/m2.单位时间、面积上的氧化后质量增加或减少的数值表示。第六章耐热

3、钢和高温合金§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢5氧化机理：第六章耐热钢和高温合金§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢。6铁氧化物：FeO、Fe2O3、Fe3O4（致密）第六章耐热钢和高温合金§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢FeO氧化物：Fe缺位固溶体，Fe离子通过FeO层易扩散，即易氧化抗氧化措施：防止FeO形成；提高其形成温度；加入合金元素Cr、Al、Si形成其致密牢固氧化物，防止Fe、O原子扩散Al、Si加入有副作用，降强度增脆性7①在钢表面生成致密稳定连续而牢固的Cr2O3、Al2O3、SiO2氧化膜，但A

4、l、Si明显增加钢的脆性，常与Cr一起加入；当Cr达5％时，工作温度达600～650℃，达28％时，工作温度可达1100℃。②微量稀土(RE)元素如钇(Y)、镧(La)等，能防止高温晶界的优先氧化，明显改善耐热钢的抗氧化性。③金属表面渗Cr、Al、Si也有效提高钢抗氧化性。§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢§5特殊性能钢8二、热稳定钢（抗氧化钢，不起皮钢）种类：F型热稳定钢、A型热稳定钢F型热稳定性钢：Cr13、Cr18、Cr25型A型热稳定性钢：A型不锈钢加Si、Al而得性能：后者较前者更好的工艺性能和热强

5、性第六章耐热钢和高温合金§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢9牌号典型钢种应用热处理工艺？第六章耐热钢和高温合金§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢10高温力学性能指标：①蠕变极限：材料在高温长期载荷下对缓慢塑性变形（即蠕变）的抗力；以表示700℃下经1000h产生0.2%残余变形量的最大应力。②持久强度：材料在高温长期载荷下对断裂的抗力；以表示在500℃下经10000h发生断裂的应力值。§6.2金属的热强性§5特殊性能钢第六章耐热钢和高温合金11一、高温下金属材料力学性能特点热强性：高温和载荷下抵抗塑性

6、变形能力包括：高温下瞬时性能和长时性能瞬时性能：高温拉伸、冲击、硬度长时性能：蠕变极限、持久强度、应力松弛、高温疲劳强度、冷热疲劳等第六章耐热钢和高温合金§6.2金属的热强性12二、耐热钢热强性的影响因素及其提高途径1、影响耐热钢热强性的因素A、软化因素温升，原子结合力下降，扩散系数加大，组织由亚稳定态向稳态转变。如第二相集聚长大等B、形变断裂方式变化低温滑移；高温有滑移、扩散变形、晶界滑动和迁移C、断裂失效金属常温断裂：穿晶断裂（晶内强度大于晶界强度）金属高温断裂：晶间断裂（原子扩散加速）第六章耐热钢和高

7、温合金§6.2金属的热强性132、提高钢的热强性途径①基体(固溶)强化元素Cr、Ni、W、Mo等，形成单相组织并提高再结晶温度。原理：提高原子结合力，降低扩散系数②第二相沉淀强化元素V、Ti、Nb、Al等，形成细小弥散分布的稳定碳化物(VC、TiC、NbC)或稳定性更高的金属间化合物(Ni3Ti、Ni3Nb、Ni3Al)，获得第二相沉淀强化效果并提高组织稳定性。原理：常时间稳定难长大，高温弥散态§6.1钢的热稳定性和热稳定性钢§5特殊性能钢§6.2金属的热强性第六章耐热钢和高温合金142、提高钢的热强性途径

8、③晶界强化减少高温下晶界转动途径：减少晶界：控制钢晶粒度（难滑移塑变抗力提高）净化晶界：微量元素硼(B)与稀土(RE)元素，高熔点晶核，长大进入晶内，起净化晶界。晶界空位填补：晶界易扩散，加B、RE填充晶界空位晶界沉淀强化：晶界析出强化相，塑变滑移和断裂扩展受阻，热强性提高，如析出Cr23C6还有：形变强化处理第六章耐热钢和高温合金§6.2金属的热强性15种类：P型热强钢、M型热强钢特点：加热或冷却时，α、γ相间