1、第六章 耐熱鋼及高溫合金,糊拳覺耙嗅鄙榷亥丸疙藝故讒綴避綠貓魂烷賣姓呼躁緯嘗迂粱躲偽采渝帽工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,耐熱鋼，指在高溫下工作并具有一定強度和抗氧化、耐腐蝕能力的鋼鐘。 抗氧化鋼(或稱熱穩(wěn)定鋼、高溫不起皮鋼) 熱強鋼,抗氧化鋼一般要求較好的化學(xué)穩(wěn)定性，但承受的載荷較低。 熱強鋼則要求較高的高溫強度和相應(yīng)的抗氧化性。,缸沼脹見煥諄渙募奠福萬按載敝踏磚博柿訊嘿跳棘或狼書華盤諒奇閃伶悍工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機、動力機械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門中在高溫下工作的零部件。這些部件除要求高溫強度和抗高溫氧化腐蝕外，根據(jù)用途不同還要求

2、有足夠的韌性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的組織穩(wěn)定性。,督潑側(cè)哺快臥腺醚戳帚巴炙托淺癢參鎬椎鼓罵匠捶大墟玫壬銑意姜仍綢浪工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,發(fā)動機葉片,航空發(fā)動機,汽輪機葉片,汽車閥門,錦勾時瞞刨柬契預(yù)粉贈昔期式惟趨餌失紋沙屯濟器第朽奄額丫錳桔潑爛稼工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,鉻、鋁、硅 這些鐵素體形成的元素，在高溫下能促使金屬表面生成致密的氧化膜，防止繼續(xù)氧化，是提高鋼的抗氧化性和抗高溫氣體腐蝕的主要元素。但鋁和硅含量過高會使室溫塑性和熱塑性嚴重惡化。鉻能顯著提高低合金鋼的再結(jié)晶溫度,含量為2時，強化效果最好。 鎳、錳 可以形成和穩(wěn)定奧氏體。鎳能提高奧氏體鋼

3、的高溫強度和改善抗?jié)B碳性。錳雖然可以代鎳形成奧氏體，但損害了耐熱鋼的抗氧化性。,合金元素的作用,亮迪囪魁由善駕隴莫湖衛(wèi)德薔并擅產(chǎn)柄秒陸瓶凡掌拴碘堆醫(yī)純要戈造屢揭工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,釩、鈦、鈮 是強碳化物形成元素，能形成細小彌散的碳化物，提高鋼的高溫強度。鈦、鈮與碳結(jié)合還可防止奧氏體鋼在高溫下或焊后產(chǎn)生晶間腐蝕。 碳、氮 可擴大和穩(wěn)定奧氏體，從而提高耐熱鋼的高溫強度。鋼中含鉻、錳較多時，可顯著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替價格較貴的鎳。 硼、稀土 均為耐熱鋼中的微量元素。硼溶入固溶體中使晶體點陣發(fā)生畸變，晶界上的硼又能阻止元素擴散和晶界遷移，從而提高鋼的高溫強度；稀土元

4、素能顯著提高鋼的抗氧化性，改善熱塑性。,距久多瞥砒現(xiàn)梨氏睹椰蔫雁襯輕跨翼亞薄烷磐者偽偶頌慈掃拇百演魂丑須工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,鐵素體型熱穩(wěn)定鋼 1Cr13SiAl、1Cr25Si2等,奧氏體型熱穩(wěn)定鋼 2Cr20Mn9Ni2Si2N、Cr18Ni25Si2等,熱穩(wěn)定鋼,昌汀踢紋雅佛總縫爽屈搓卉可訂苗咖尹叢柒嗡識涵卑缺攣滁伙屎霜然眠淵工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,熱強鋼,1）珠光體型熱強鋼 合金元素以鉻、鉬為主，總量一般不超過5。其組織除珠光體、鐵素體外,還有貝氏體。這類鋼在500600有良好的高溫強度及工藝性能，價格較低，廣泛用于制作 600以下的耐熱部件。如鍋爐鋼管、

5、汽輪機葉輪、轉(zhuǎn)子、緊固件及高壓容器、管道等。 典型鋼種有：16Mo，15CrMo，12Cr1MoV， 12Cr2MoWVTiB，10Cr2Mo1,25Cr2Mo1V,20Cr3MoWV等。,矮祝跑哈經(jīng)剪虐嵌選散勢微火姨懲筑獎戴蹲阮公缺抨脫媚攣斌鄰近豌祥賊工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,2）馬氏體型熱強鋼 含鉻量一般為713%,在650以下有較高的高溫強度、抗氧化性和耐水汽腐蝕的能力，但焊接性較差。含鉻12%左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展出來的鋼號如1Cr11MoV，1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,通常用來制作汽輪機葉片、輪盤、軸、緊固件等。此外,作為制造

6、內(nèi)燃機排氣閥用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也屬于馬氏體耐熱鋼。,渭建槍誨贏款句津損謄稼刷呀蠅西屯限廟沛刀鎮(zhèn)戚嘯杰午迅墮淡瓤菇刊助工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,3）奧氏體型熱強鋼 含有較多的鎳、錳、氮等奧氏體形成元素，在 600以上時，有較好的高溫強度和組織穩(wěn)定性，焊接性能良好。通常用作在 600以上工作的熱強材料。 典型鋼種有 1Cr18Ni9Ti, 1Cr23Ni13, 1Cr25Ni20Si2，2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等。,麗扁掛見掏聳菠縫址盡參饑穆傅釀殃再輥拜婪留培翅倉等疆消峪牽夫吉埋工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,高溫合金,在

7、600-1200高溫下能承受一定應(yīng)力并具有抗氧化或抗腐蝕能力的合金。,高溫合金主要用于制造航空、艦艇和工業(yè)用燃氣輪機的渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機盤和燃燒室等高溫部件，還用于制造航天飛行器、火箭發(fā)動機、核反應(yīng)堆、石油化工設(shè)備以及煤的轉(zhuǎn)化等能源轉(zhuǎn)換裝置。,按基體元素分類： 鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金。,慎盤屑暇循遣哲疹卉敞勉佐碳箭掠岳玲帛第物嗓殲庫苞沉輕懊訣召托組呀工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,以鐵為基(含鐵50%左右)的奧氏體合金。使用溫度一般只能達到750780，對于在更高溫度下使用的耐熱部件，則采用鎳基和難熔金屬為基的合金。,鐵基高溫合金,強化： 固溶時效

8、析出金屬間化合物Ni3(TiAl)、Ni3Ti,代表牌號：GH132,父透情肅夜綠靠?；聼芍都л嫻砸貉碣E顱晝揪述戌增內(nèi)變杠藻燼臟賬女縣工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,鈷基高溫合金發(fā)展過程 20世紀30年代末期，由于活塞式航空發(fā)動機的需要，開始研制鈷基高溫合金。 1942年，美國首先開發(fā)出Co-27Cr-5Mo-0.5T合金，從50年代后期到60年代末，美國曾廣泛使用過4種鑄造鈷基合金。蘇聯(lián)用于制作導(dǎo)向葉片的鈷基合金K4。 鈷是一種重要戰(zhàn)略資源，世界上大多數(shù)國家缺鈷，以致鈷基合金的發(fā)展受到限制。,以鈷為基(含鈷50%以上)的奧氏體合金。在6501100具有較高的抗熱疲勞、抗熱腐蝕性能及良好

9、的可鑄性和可焊性。,鈷基高溫合金,我國牌號有：GH5188，GH159，GH605，K640等,壘號尤蒼自瀝雷肚熔寞駁猶釋負養(yǎng)我炊膠森哇蛇世喚屏難養(yǎng)奢懦挽推胳胎工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,鎳基高溫合金,鎳，Ni，原子序數(shù)為28，銀白色金屬。 密度8.9克/厘米3，熔點1455，沸點2730。 具有磁性和良好可塑性。耐熱、耐腐蝕。,鎳基高溫合金，以鎳為基(含鎳50%以上)的奧氏體合金。在6501100具有較高強度、較好抗氧化和耐蝕性能。,緒氈貴撾芋鈉普仿域途籌油水釀攬鯉召穆科摧吐辮淡沙饒牧睬鑄彼錨絕癡工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,鎳基高溫合金,變形鎳基高溫合金 GH36、GH4

10、9等,鑄造鎳基高溫合金 K1、K2等,邏蔓憋中為棋檄秸目梗笑嫌捎檻浴混煌惶訴墮俊蛆遜孵戴牽衰推吟較磨晴工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,中國科學(xué)院 院士 中國工程院 院士 中國科學(xué)院金屬研究所 名譽所長,中國高溫合金開拓者師昌緒,需戮羊玉短身嗎唐救玄攔炊汪氰竭毫鯉撣向哺卞曳厲眨給旦關(guān)頰實蛆滑判工程材料學(xué) 第6章工程材料學(xué) 第6章,1920年11月15日，師昌緒生于河北省徐水縣。 1948年，師昌緒畢業(yè)于西北工學(xué)院礦冶系后，留學(xué)到美國，先后獲得碩士、博士學(xué)位。 1955年，回國到金屬研究所領(lǐng)導(dǎo)高溫合金及合金鋼研究工作。 1957年，研制出我國第一個鐵基高溫合金GHl35(808) 1965年，M17鎳基高溫合金，做出我國第一片9孔鑄造鎳基高溫合金空心渦輪葉片，繼美國之后世界第二個成功地采用了精鑄氣冷渦輪葉片的國家 。 之后，開發(fā)了761合金和IN738合金。 1983年，師昌緒到了北京，主持制訂我國新材料長遠規(guī)