耐熱鋼AISI314(耐熱鋼和耐熱合金的分類)
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耐熱鋼AISI314
耐熱鋼和耐熱合金的分類
圖1各種耐熱鋼和耐熱合金的耐熱溫度性位置。
鐵素體耐熱鋼廣泛使用的具有代表性的鐵素體耐熱鋼是低C-17%Cr的SUS430。
Cr是提高鋼的耐高溫腐蝕性的元素，是耐熱鋼中不可缺少的元素。
由于鋼中不含其它元素，所以SUS430價(jià)格比較便宜。
但是SUS430經(jīng)高溫淬火不發(fā)生硬化，并且高溫強(qiáng)度低，只能用于不太要求強(qiáng)度的部件。
另一方面，由于SUS430的熱膨脹系數(shù)小，而奧氏體耐熱鋼的熱膨脹系數(shù)大，所以，對于溫度反復(fù)變化，容易產(chǎn)生熱疲勞的部件來說，采用SUS430更好。
此外，SUS430在500℃左右長期使用時(shí)，由于脆性相析出會發(fā)生脆化，對此應(yīng)予注意。
高溫下，Al在氧化鐵皮的表面形成Al2O3，成為堅(jiān)固的保護(hù)膜，起著提高抗氧化的作用。
FCH1是在25%Cr鋼中添加5%Al的發(fā)熱體用耐熱鋼，在1200℃以下具有良好的抗氧化性。
奧氏體耐熱鋼鋼中添加Cr的同時(shí)，添加奧氏體穩(wěn)定化元素Ni，鋼在所有溫度下都是穩(wěn)定的奧氏體組織。
普通的奧氏體組織鋼是SUS304和SUS310。
眾所周知，SUS304是耐蝕不銹鋼，但SUS304也可做耐熱鋼使用。
在600℃以下，奧氏體耐熱鋼的強(qiáng)度處于馬氏體耐熱鋼和鐵素體耐熱鋼之間；在600℃以上，強(qiáng)度大于馬氏體耐熱鋼。
此外，SUS304在800℃以下，SUS310在1000℃以下，進(jìn)行反復(fù)加熱-冷卻時(shí)，具有良好的抗氧化性。
但在700～900℃長時(shí)間使用時(shí)，會有脆性相析出，使材料變脆。
此外，由于SUS304和SUS310的熱膨脹系數(shù)大于馬氏體耐熱鋼和鐵素體耐熱鋼，所以容易發(fā)生熱疲勞損傷，對于這兩點(diǎn)應(yīng)予以注意。
在要求高溫強(qiáng)度的時(shí)候，奧氏體耐熱鋼可以進(jìn)一步利用析出強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化提高強(qiáng)度。
用于發(fā)動機(jī)排氣閥的奧氏體耐熱鋼是SUH35。
鋼中添加C，利用碳化物析出強(qiáng)化和添加N的固溶強(qiáng)化提高了SUH35的高溫強(qiáng)度。
再提高奧氏體穩(wěn)定化元素Mn的含量，即使Ni含量為4%，也可以獲得奧氏體組織。
耐熱螺栓和耐熱彈簧使用的SUH660，由于添加Al和Ti，析出，相（Ni3(Al、Ti)），實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化。
耐熱合金日本在開發(fā)耐熱鋼的同時(shí)，進(jìn)行了耐熱合金的開發(fā)。
為了提高耐熱性，在合金中添加了Cr、Ti、Al、Nb等元素。
根據(jù)強(qiáng)化機(jī)制，耐熱合金可分為固溶強(qiáng)化型耐熱合金和析出強(qiáng)化型耐熱合金。
代表性的固溶強(qiáng)化型耐熱合金有NCF600、601、609（相當(dāng)于InconelAlloy600、601、609），代表性的析出強(qiáng)化型耐熱合金有NCF718、750（相當(dāng)于InconelAlloy718、X750）和NCF800H（相當(dāng)于InconelAlloy800H）。
固溶強(qiáng)化型耐熱合金進(jìn)行時(shí)效處理，強(qiáng)度、硬度也不升高，所以高溫強(qiáng)度不高，因此，與用于要求高溫強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件相比，更適合用于包括高溫環(huán)境等腐蝕環(huán)境下要求耐久性的部件。
析出強(qiáng)化型耐熱合金中含有Al、Ti等元素，與SUH600一樣，析出相，提高了合金的強(qiáng)度和硬度，因此，析出強(qiáng)化型耐熱合金適用于彈簧、螺栓、發(fā)動機(jī)部件等要求高溫強(qiáng)度的零部件。
原創(chuàng)耐熱鋼和耐熱合金的分類
耐熱鋼、耐熱合金等耐熱材料廣泛用于發(fā)動機(jī)內(nèi)燃機(jī)、火力發(fā)電的鍋爐、渦輪機(jī)、廢棄物焚燒處理設(shè)備、熱處理爐、加熱器等部件，是許多產(chǎn)業(yè)不可缺少的材料。
日本需要從海外大量進(jìn)口能源，因此對于日本，必須提高能源使用效率。
為提高各種設(shè)備的能耗效率，就必須提高耐熱材料的性能。
汽車發(fā)動機(jī)性能提高、降低工廠環(huán)境污染物的排放等在很大程度上依賴于可以在更高溫度和更惡劣環(huán)境下長時(shí)間工作的耐熱材料的開發(fā)。
添加或增加Ni、Co、Mo、W、Ti、Nb等元素是提高耐熱鋼、耐熱合金等耐熱材料性能的有效方法，并利用這種方法已經(jīng)開發(fā)出許多耐熱鋼、耐熱合金。
由于稀有元素產(chǎn)地的局限，以及稀有元素需求量增加，使耐熱鋼、耐熱合金中的合金元素的供給不穩(wěn)定導(dǎo)致價(jià)格波動較大。
表1耐熱鋼和耐熱合金的化學(xué)組成和主要用途。
廣泛使用的具有代表性的鐵素體耐熱鋼是低C-17%Cr的SUS430。
Cr是提高鋼的耐高溫腐蝕性的元素，是耐熱鋼中不可缺少的元素。
由于鋼中不含其它元素，所以SUS430價(jià)格比較便宜。
但是SUS430經(jīng)高溫淬火不發(fā)生硬化，并且高溫強(qiáng)度低，只能用于不太要求強(qiáng)度的部件。
另一方面，由于SUS430的熱膨脹系數(shù)小，而奧氏體耐熱鋼的熱膨脹系數(shù)大，所以，對于溫度反復(fù)變化，容易產(chǎn)生熱疲勞的部件來說，采用SUS430更好。
此外，SUS430在500℃左右長期使用時(shí)，由于脆性相析出會發(fā)生脆化，對此應(yīng)予注意。
高溫下，Al在氧化鐵皮的表面形成Al2O3，成為堅(jiān)固的保護(hù)膜，起著提高抗氧化的作用。
FCH1是在25%Cr鋼中添加5%Al的發(fā)熱體用耐熱鋼，在1200℃以下具有良好的抗氧化性。
代表性的馬氏體耐熱鋼是含C量為0.1%左右的12%Cr鋼SUS403和SUS410J1。
這些耐熱鋼高溫淬火發(fā)生硬化，然后進(jìn)行回火，在母相馬氏體上析出M23C6，在600℃以下可保持高強(qiáng)度。
如再添加Mo提高回火軟化抗力，則可進(jìn)一步保持高強(qiáng)度。
馬氏體耐熱鋼在600℃以上的高溫下，會發(fā)生軟化，使強(qiáng)度急劇下降。
因此，馬氏體耐熱鋼適用于工作溫度在500～600℃以下、要求高溫強(qiáng)度的部件。
此外，由于馬氏體耐熱鋼的Cr含量較少，為12%，并且一部分Cr還消耗在碳化物中，不能保證母相中的Cr含量，所以馬氏體耐熱鋼的抗氧化性常常不及鐵素體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼。
提高抗氧化性的元素Si和Al同樣可在馬氏體耐熱鋼氧化鐵皮上生成保護(hù)性皮膜。
添加Si提高抗氧化性的馬氏體耐熱鋼有SUH3和SUH11。
這些耐熱鋼主要用于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣閥和耐熱螺栓。
鋼中添加Cr的同時(shí)，添加奧氏體穩(wěn)定化元素Ni，鋼在所有溫度下都是穩(wěn)定的奧氏體組織。
普通的奧氏體組織鋼是SUS304和SUS310。
眾所周知，SUS304是耐蝕不銹鋼，但SUS304也可做耐熱鋼使用。
在600℃以下，奧氏體耐熱鋼的強(qiáng)度處于馬氏體耐熱鋼和鐵素體耐熱鋼之間；在600℃以上，強(qiáng)度大于馬氏體耐熱鋼。
此外，SUS304在800℃以下，SUS310在1000℃以下，進(jìn)行反復(fù)加熱-冷卻時(shí)，具有良好的抗氧化性。
但在700～900℃長時(shí)間使用時(shí)，會有脆性相析出，使材料變脆。
此外，由于SUS304和SUS310的熱膨脹系數(shù)大于馬氏體耐熱鋼和鐵素體耐熱鋼，所以容易發(fā)生熱疲勞損傷，對于這兩點(diǎn)應(yīng)予以注意。
日本在開發(fā)耐熱鋼的同時(shí)，進(jìn)行了耐熱合金的開發(fā)。
為了提高耐熱性，在合金中添加了Cr、Ti、Al、Nb等元素。
根據(jù)強(qiáng)化機(jī)制，耐熱合金可分為固溶強(qiáng)化型耐熱合金和析出強(qiáng)化型耐熱合金。
代表性的固溶強(qiáng)化型耐熱合金有NCF600、601、609（相當(dāng)于InconelAlloy600、601、609），代表性的析出強(qiáng)化型耐熱合金有NCF718、750（相當(dāng)于InconelAlloy718、X750）和NCF800H（相當(dāng)于InconelAlloy800H）。
固溶強(qiáng)化型耐熱合金進(jìn)行時(shí)效處理，強(qiáng)度、硬度也不升高，所以高溫強(qiáng)度不高，因此，與用于要求高溫強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件相比，更適合用于包括高溫環(huán)境等腐蝕環(huán)境下要求耐久性的部件。
析出強(qiáng)化型耐熱合金中含有Al、Ti等元素，與SUH600一樣，析出相，提高了合金的強(qiáng)度和硬度，因此，析出強(qiáng)化型耐熱合金適用于彈簧、螺栓、發(fā)動機(jī)部件等要求高溫強(qiáng)度的零部件。
那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于耐熱鋼AISI314的介紹了，耐熱鋼和耐熱合金的分類是小編整理匯總而成，希望能給大家?guī)韼椭?/p>
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