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1、第六章 耐热钢和耐热合金,第一节 耐热钢和合金的工作条件及性能,工具钢中，高速切削的刃具 红硬性 使金属高温变形的模具高的回火稳定性，红硬性，无论是摩擦生热使刃具的刃口、头附近温度，还是高温金属使模腔内表面附近温度升高，对整个工件，温升是局部发生的。 有些动力机械中的构件，如汽轮机中的涡轮叶片、锅炉中的过热器、喷气发动机、电炉中的底板等，整个构件长时间处于高温下工作（1000上下），称作高温构件。,第一节 耐热钢和合金的工作条件及性能,耐热钢：是指在高温下工作并具有一定抗氧化耐腐 蚀能力的钢种，包括热稳定钢和热强钢。热稳定钢（抗氧化钢，不起皮钢）：高温下有较好 的抗氧化性，或高温介质腐蚀及一定
2、强度。 热强钢：高温下有较高的强度，一定的抗氧化或高 温腐蚀介质腐蚀的钢，较好的强度保证构 件高温下工作不产生大量变形或断裂。,高温引出的问题： 高温影响钢的化学稳定性，主要是引起高温氧化 高温降低钢强度，如何降低钢的强度？,钢的热稳定性,钢的热稳定性是指钢在高温下抗氧化或抗高温介质腐蚀的能力抗氧化性：Fe+O2 三种氧化物低温（560） Fe2O3 Fe3O4 下面形成FeO, Fe、O易于扩散接触反应P88，figure 61 合金元素对钢氧化速度的影响，Ni不能起抗氧化作用,提高钢热稳定性,加入Cr A1 Si Cr2O3, A12O3, FeO.Cr2O3, FeO. A12O3 很致
3、密并与钢件表面牢固结 合的氧化膜 提高FeO形成温度，800-1200 不出现。若 无Cr, A1, Si等，560就形成FeO。 但A1, Si大量加入，钢强度韧性下降，脆性 增加（二者均促进石墨化）Cr, A1, Si综合加入，A18%， Si800）三种类型 -Fe基热强钢 固溶强化型碳化物强化型金属间化合物强化型,P 93， read,固溶强化型奥氏体耐热钢,Cr18-Ni9（良好的热强性）奥氏不锈钢 + 少量Mo,W,Nb等元素进一步提高热强性1Cr18Ni19W2NbB W固溶强化，B晶界强化 热处理：固溶处理后使用，中等强度，高温但 强度要求低的场合使用 1Cr18Ni19W2N
4、bB，1000= 200MPa,碳化物沉淀强化奥氏体耐热钢,成分：高Cr,Ni,形成奥氏体 W,Mo,Nb,V等强C化物形成元素 0.3%以上的C保证足够的C化物形成,MC 简单结构的碳化物为强化相，p93， 时效温度的影响,碳化物强化奥氏体热强钢,热处理（以GH36为例）：固溶，时效（二次） 第一次：低温670，得基体+细小密集分布均匀的C化物，高强,塑性差； 第二次：高温 770800，高于使用温度，C化物稍长大，组织在750下稳定，塑性、韧性均改善。,金属间化合物强化型热强钢（铁基高温合金）,C很低： 0.08强化相：金属间化合物，相Ni3(Ti， A1)，Ni3Ti与基体共格或半共 格
5、的沉淀强化，他们是不稳定 相，p94，表64Ni含量较高(25%-40%)，以获得稳定的，并且有足够Ni形成相形成沉 淀强化。,金属间化合物强化热强钢,Cr：提高钢的化学稳定性Mo：固溶强化作用Ni： 稳定奥氏体组织Ti和Al：形成相Ni3(Ti， A1)，Ni3Ti， p95， figure 67B 晶界强化Si 必须加以控制 p95，figure 68， G相（Ni14Ti9Si6），消耗大量 Ni,第五节 镍基耐热合金,镍：FCC 无同素异构，高密度重金属8.99%/cm3耐腐蚀，耐热，金属键强，蠕变起始温度高纯Ni 低强高塑，冷热塑性成形性能好镍基高温合金的合金化Cr 主加元素，热稳定性 另外，Si, A1热稳 定性Cr, W, Mo，Co 固溶强化Ti, Al, Ta(钽)Nb, Hf（铪），Ta,V 与C形成相 （与基体共格）沉淀强化 Ni3A1， Ni3Ti等，体积分 数可达6070%, C化物可形成第二相强化B，Zr, Mg，稀土（RE）等 强化晶界,
