(新)耐热钢及高温合金_
耐热钢铸件材质及成分(一)2024
耐热钢铸件材质及成分（一）引言概述：耐热钢铸件材质及成分是指用于在高温环境下工作的铸件所采用的特殊钢材料及其组成成分。
耐热钢铸件材质和成分的选择直接影响到其耐高温性能和使用寿命。
本文将从以下五个大点进行阐述。
大点一：普通耐热钢铸件材质及成分1. 铸造合金的选择：- 铸造合金应具备良好的耐热性和抗氧化性能。
- 常见的普通耐热钢材包括25Cr12Ni、1Cr13Ni、12-2CrNi等。
2. 主要元素成分：- 合金化元素的添加能够提高合金的耐热性能。
- 典型的元素添加包括铬、镍、钼、钒等。
3. 碳含量的控制：- 适量的碳含量可以增加合金的硬度和耐磨性。
- 过高或过低的碳含量都会降低合金的耐热性能。
4. 热处理工艺：- 合适的热处理能够改善耐热钢的组织结构和性能。
- 常见的热处理包括回火、正火、淬火等。
5. 国内外常用的耐热钢铸件材质及成分：- 根据具体工况的不同，国内外常用的耐热钢铸件材质也不相同。
- 例如国内常用的材质有ZG40Cr25Ni35Nb，国外常用的材质有HK，HKNb。
大点二：高合金耐热钢铸件材质及成分1. 概念和特点：- 高合金耐热钢铸件具有更高的耐热性能和抗氧化性能。
- 通常含有更多的合金元素。
2. 典型的高合金元素：- 钼、钨、铌等高合金元素的添加可以提高合金的耐热性能。
- 合金元素的选择需要根据具体工况进行合理搭配。
3. 适用工况和应用领域：- 高合金耐热钢铸件适用于更高温度和更恶劣工况的场合。
- 常见的应用领域包括航空航天、核能等。
4. 国内外常用的高合金耐热钢铸件材质及成分：- 国内外在高合金耐热钢铸件材质的研究和应用方面都有很多进展。
-例如国内常用的材质有ZG40Cr25Ni35Nb，国外常用的材质有HK、HKNb。
大点三：低碳耐热钢铸件材质及成分1. 概念和特点：- 低碳耐热钢铸件具有更低的碳含量和更高的韧性。
- 常用于一些耐磨、耐冲击的工况。
2. 典型的低碳合金元素：- 比普通耐热钢铸件少量的合金元素添加。
高温合金牌号 国标
高温合金牌号国标高温合金是一种在高温环境下具有良好抗氧化性、热疲劳性、蠕变性和耐磨性的合金。
它广泛应用于航空航天、电力、石油化工、核工业以及其他工业领域。
高温合金的种类繁多，根据不同的成分和性能，可以分为以下几类：1.镍基高温合金：以镍为主要基体元素，具有优良的抗氧化性、热疲劳性和蠕变性。
常见的镍基高温合金有IN718、IN738、IN939等。
2.钴基高温合金：以钴为主要基体元素，具有较高的熔点、良好的抗氧化性和耐磨性。
常见的钴基高温合金有CoCrAlY、CoNiCrAlY等。
3.铁基高温合金：以铁为主要基体元素，具有较高的热疲劳性、蠕变性和抗氧化性。
常见的铁基高温合金有Fecralloy、FeNiCrAlY等。
4.金属间化合物高温合金：具有高熔点、高抗氧化性和高蠕变性。
常见的金属间化合物高温合金有Ni3Al、Ni3(Al,Ti)等。
在我国，高温合金牌号按照GB/T 1500-2009《高温合金和耐热钢》进行分类。
根据国标，高温合金牌号分为以下几类：1.镍基高温合金：以Ni-Fe、Ni-Cr为主要成分，如GH30、GH40、GH50等。
2.钴基高温合金：以Co-Cr、Co-Ni为主要成分，如CoCrAlY、CoNiCrAlY等。
3.铁基高温合金：以Fe-Cr、Fe-Ni为主要成分，如Fecralloy、FeNiCrAlY等。
4.金属间化合物高温合金：以Ni3Al、Ni3(Al,Ti)为主要成分，如IN736、IN929等。
在选择高温合金牌号时，需根据实际应用场景和性能要求进行挑选。
以下为国标高温合金牌号选择建议：1.高温抗氧化性：选用Ni基和Co基高温合金。
2.高温蠕变性：选用Ni基和铁基高温合金。
3.高温热疲劳性：选用Ni基、Co基和铁基高温合金。
4.耐磨性：选用Co基和金属间化合物高温合金。
5.焊接性能：选用Ni基和铁基高温合金。
综上，高温合金在各种工业领域具有广泛应用，国标对其进行分类，便于选用。
耐热钢
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按制备工艺分类，有变形高温合金， 按制备工艺分类，有变形高温合金，铸造 高温合金和粉末冶金高温合金。 高温合金和粉末冶金高温合金。 按强化方式分类，有固溶强化型、 按强化方式分类，有固溶强化型、沉淀强 化型、金属间化合物、 化型、金属间化合物、氧化物弥散强化型 和纤维强化型等。 和纤维强化型等。 铁基、 铁基、钴基和镍基合金的使用温度一般不 超过1000℃，温度再高就必须选用难熔金 超过 ℃ 指熔点高于1650℃的金属）或其合金 属（指熔点高于 ℃的金属）
Chapter 7 耐热钢和高温合金
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• 耐热钢和高温合金是指在高温下工作并具有 一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。 一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。 • 耐热钢按合金元素多少通常可以分为两类： 耐热钢按合金元素多少通常可以分为两类： 在低合金结构钢基础上发展起来的低合金珠 光体型热强钢； 光体型热强钢； 在不锈钢基础上发展起来的高合金专用耐热 钢。
三、合金元素对化学稳定性的影响
1、Cr、Al、Si改善钢的化学稳定性。 、 、 、 改善钢的化学稳定性 改善钢的化学稳定性。 • Cr、Al、Si提高 提高FeO出现的温度，改善钢的高温 出现的温度， 、 、 提高 出现的温度 化学稳定性。 化学稳定性。 钢表面氧化膜的结构： 外层： 钢表面氧化膜的结构 ： 外层 ： Fe 2 O 3 ； 中间层 Fe 3 O4 ； 内层 内层FeO，当 FeO出现时钢的氧化速度 ， 出现时钢的氧化速度 剧增。 剧增。 • Cr、Al含量较高时， 钢的表面出现致密的 2O3 含量较高时， 、 含量较高时 钢的表面出现致密的Cr 保护膜。 或Al2O3保护膜。 • 含硅钢中生成 2 SiO4 氧化膜 ， 具有良好的保护 含硅钢中生成Fe 氧化膜， 作用。 作用。 10 • Cr是提高抗氧化能力的主要元素，Al也能单独提 是提高抗氧化能力的主要元素， 也能单独提 是提高抗氧化能力的主要元素 耐热钢的工作条件及性能 7.1 高钢的抗氧化能力。 高钢的抗氧化能力。
耐热钢
什么是耐热钢？耐热钢是什么意思？在高温条件下，具有抗氧化性和主够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢（heat-resistingsteels）。
耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件。
在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。
它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。
抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。
热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。
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℃；此外，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。
耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。
抗氧化钢又简称不起皮钢。
热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。
抗氧化钢（不起皮钢）一般钢铁在较高温度下（650℃以上）,表面容易氧化，主要是由于在高温下生成松脆多孔的FeO，由于基本结合能力薄弱而易剥落。
氧原子容易通过FeO进行扩散，使钢的内部能继续进行氧化，最终导致零件破坏。
抗氧化钢中加入合金元素铬、硅、铝等，他们与氧亲和力大，故优先被氧化，形成一层致密的、高熔点的并牢固覆盖于钢表面的氧化膜（Cr2O3、SiO2、Al2O3），可将金属与外界高温氧化性气体隔绝，从而避免进一步氧化。
实际应用的抗氧化钢，大多数是在铬钢、铬镍钢、铬锰氮钢基础上添加硅、铝制成的。
和不锈钢一样，含碳量增多，会降低钢的抗氧化性。
故一般抗氧化钢为底碳钢。
热强钢金属在高温下的强度有两个特点：一是温度升高，金属原子间结合力减弱、强度下降；二是在再结晶温度上即使金属受的应力不超过该温度下的弹性极限，它也会缓慢地发生塑性变形，且变形量随时间的增长而增大，最后导致金属破坏。
耐热钢及高温合金
2019年12月11日星期
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§6.1 钢的 热稳定性和 热稳定性钢
牌号 典型钢种 应用 热处理工艺？
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第六章 耐热钢和高温合金
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第六章 耐§热5钢和特高殊温性合能金钢
§6.2 金属的热强性
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
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。
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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
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：钢在高温下抗氧化或抗高温介质腐蚀
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
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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
服役条件：高温下工作（影响化学稳定性、降强度） 性能要求：
§6.1 §钢6的.2 热金稳属定的性热和强热性稳定性钢
2、提高钢的热强性途径
①基体(固溶)强化元素Cr、Ni、W、Mn、Mo、Nb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。
高温合金标准
高温合金标准
高温合金是一类特殊材料，其具有优异的高温性能，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
高温合金的标准通常包括材料的化学成分、机械性能、高温性能、加工工艺等方面的规定。
以下是高温合金标准中的一些常见内容：
1. 化学成分：标准通常规定高温合金的主要元素和其含量范围，以确保合金具有良好的高温性能和耐腐蚀性能。
2. 机械性能：标准规定高温合金在不同温度和应力条件下的抗拉强度、屈服强度、延伸率等机械性能指标。
3. 高温性能：标准通常规定高温合金在高温环境下的性能，包括高温强度、高温氧化、高温蠕变、高温疲劳等性能。
4. 加工工艺：标准中会规定高温合金的加工工艺要求，包括铸造、锻造、热处理等工艺控制指标。
5. 检测方法：标准中通常包括高温合金的化学成分检测、机械性能测试、高温性能测试等相关检测方法。
高温合金的标准可能因不同的国家和行业而有所不同，常见的高温合金标准包括：美国ASTM 标准、欧洲EN标准、日本JIS标准等。
使用高温合金材料时，应根据具体的应用要求选择符合相应标准的合金材料，以确保材料的高温性能和使用寿命。
高温合金牌号
高温合金牌号高温合金是一种高性能、高可靠性的金属材料，广泛应用于航空、航天、能源、化工、医疗等领域。
高温合金具有优异的高温强度、高温抗氧化性、高温抗腐蚀性和高温耐磨性等特点，是目前最为理想的高温材料之一。
本文将介绍几种常见的高温合金牌号及其应用。
一、GH4169GH4169是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。
GH4169的化学成分为Ni-19Cr-18Fe-3Mo-1Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的400MPa以上。
二、GH3536GH3536是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。
GH3536的化学成分为Ni-36Cr-2Mo-2Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的350MPa以上。
三、GH2132GH2132是一种镍铬铁基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。
GH2132的化学成分为Ni-20Cr-11Fe-3Mo-0.5Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的300MPa以上。
四、IN718IN718是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。
IN718的化学成分为Ni-19Cr-18Fe-3Mo-1Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的400MPa以上。
五、WaspaloyWaspaloy是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。
高温合金牌号 国标
高温合金牌号国标摘要：1.高温合金概述2.高温合金牌号国标分类3.常见高温合金及其应用领域4.高温合金的选材原则与加工工艺5.我国高温合金产业的发展现状与展望正文：一、高温合金概述高温合金是指在高温环境下具有良好抗氧化性、热疲劳性、蠕变性等性能的金属材料。
高温合金通常由铁、镍、钴、钛等金属元素组成，并添加了铬、铝、钨、硼等合金元素。
高温合金广泛应用于航空航天、电力、石油化工、核工业等高温、高压、高氧化性环境下。
二、高温合金牌号国标分类根据我国国家标准GB/T 15000-2017《高温合金和耐热钢分类》，高温合金牌号分为以下几类：1.铁基高温合金：如GH系列、Fecralloy等；2.镍基高温合金：如IN718、IN738、IN939等；3.钴基高温合金：如CoCrAlY、CoNiCrAlY等；4.钛基高温合金：如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn等；5.铜基高温合金：如Cu-Ni-Fe、Cu-Al等。
三、常见高温合金及其应用领域1.铁基高温合金：广泛应用于涡轮叶片、涡轮盘、热交换器、螺栓等部件；2.镍基高温合金：应用于涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室、喷嘴等高温高压环境；3.钴基高温合金：主要应用于航空航天、核工业等领域的高温部件；4.钛基高温合金：应用于航空航天、化工、医疗等领域的耐磨、耐腐蚀部件；5.铜基高温合金：应用于导热、导电、耐磨等高温环境。
四、高温合金的选材原则与加工工艺1.选材原则：根据使用环境、力学性能、加工性能等方面进行选择；2.加工工艺：包括熔炼、铸造、锻造、焊接、热处理等。
加工过程中应注意控制晶粒度、组织形态、杂质含量等，以保证高温合金的性能。
五、我国高温合金产业的发展现状与展望1.发展现状：我国高温合金产业已具备一定的规模，产品种类日益丰富，部分产品达到国际先进水平；2.发展趋势：高端化、轻质化、环保化、智能化。
未来我国高温合金产业将加大对新材料、新技术的研发投入，提高产品质量，拓宽应用领域。
耐热钢及耐热合金
10.3 珠光体及马氏体耐热钢
10.3.1 珠光体耐热钢 一、概述 定义：珠光体耐热钢指在正火状态下，显微组 织是珠光体的耐热钢。 应用：石油化工，动力工业 分类：低碳珠光体耐热钢和中碳珠光体耐热钢。
二、低碳珠光体耐热钢（锅炉管子用钢）
内燃机排气阀用钢
工作环境：700-850℃，燃气中含有Na，S，V等气 体和盐类介质
损伤形式：机械疲劳，热疲劳，气体冲刷等 性能要求：高温强度，硬度，韧性，抗氧性，耐
蚀性，组织稳定 成分特点：添加Si提高抗氧化性，Mo提高淬透性和
第二类回火脆性 代表钢种：4Cr9Si2，4Cr14Ni14W2Mo
固溶强化型
合金化特点 低碳，主加元素为Cr，Ni形
成奥氏体组织，添加W，Mo固溶 强化提供固溶强化
特点：焊接及冷加工成型性好 使用环境：温度较高，承受载
荷不大的零件上，如高温传送 带，喷气发动机的喷嘴等
代表钢种：Incoloy800 『Cr20Ni32』
碳化物沉淀强化型
化学成分特点 高Cr，Ni％以形成奥氏体； 含有强碳化物形成元素：W，Mo，Nb，V等； 特点：以碳化物为沉淀强化相 热处理：铸态使用或锻轧后经固溶处理＋时效处理后使用 代表钢种：4Cr25Ni20（HK40）
二、中碳珠光体耐热钢（紧固件及汽轮机转子用钢）
使用环境特点： 温度低于锅炉管子 承受扭转，弯曲，震动所产生的应力和温度梯度引起的热应力
性能要求 较高的热强性，热疲劳性，高温塑性，韧性的综合性能
加工 一般采用锻造加工，少用焊接
合金化特点 含碳量较高＋Cr，Mo（提高淬透性和回火稳定性）＋适量的Ti， Nb，V，B等。
第6章 耐热钢和耐热合金
因此，欲得到抗氧化钢，就要形成具有致密晶格、连续、牢固附着的氧化物 层。
2. 提高钢抗氧化性的途径
主要采取合金化的方法。一般加Cr、Al、Si，它们与O亲和力比Fe大，选择 性氧化形成 结构致密、稳定、与基体结合牢固的 Cr2O3、 A12O3、 SiO2 氧化膜。 抑制或避免疏松FeO生成和长大，起保护作用，使钢不发生继续氧化。 铬：提高钢抗氧化性的主要元素。在600-650℃ Cr5％、800℃ Crl2％、 950℃ Cr20％、1100℃ Cr28％才满足抗氧化性。 Al、 Si:也是提高抗氧化性 有效 元素，但增加钢的脆性，因此很少单独加入， 常常和Cr一起加入。 Ni、Mn：对钢的抗氧化性能影响较弱。 C、N：固溶时对钢的抗氧化性影响不大；形成化合物时防碍钢表面氧化膜连 续性，因而↓钢的抗氧化性。 Mo、V：生成氧化物熔点较低，使抗氧化性变坏。 稀土元素：↑钢的抗氧化性。主要是由于稀土元素可消除高温下晶界优先氧化 现象。 除了加入合金元素外，还采用渗金属方法，如渗铝、渗铬或渗硅等以提高 钢的抗氧化能。
四、耐热钢及耐热合金的分类
P耐热钢 Fe 为基的耐热钢 M耐热钢 F抗氧化钢 A耐热钢 Fe为基的耐热钢 A抗氧化钢 镍基耐热合金：以Cr 20 Ni80合金为基础发展起来的，类似的还有钴基合金 Mo基 Ta基 难熔金属耐热合金 Nb基 金属陶瓷
化学成分及热处理：
C高于低碳珠光体热强钢。为↑淬透性和回火稳定性，以Cr、Mo为主适量加 Ti、Nb、V、B等，含量稍高。如25Cr2MoVA、20Cr1Mo1VNbTiB等。
淬火＋高温回火
叶片钢：汽轮机叶片，工作温度450～620℃ 二、马氏体耐热钢 阀门钢：汽车、内燃机排气阀，工作温度700～850℃
高温合金分类及牌号标准
高温合金分类及牌号标准
摘要：
一、高温合金的分类
1.按合金基体元素分类
2.按强化类型分类
3.按成形方式分类
二、高温合金牌号标准
1.我国的高温合金牌号标准
2.国外的高温合金牌号近似对照
3.高温合金牌号的具体举例
正文：
一、高温合金的分类
高温合金是一种在高温环境下具有良好的抗氧化性、热疲劳性、蠕变性和耐磨性等综合性能的合金材料。
根据合金基体元素的不同，高温合金可分为铁和铁镍基、镍基和钴基三类。
根据合金强化类型的不同，高温合金可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。
根据合金材料成形方式的不同，高温合金可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末高温合金三类。
二、高温合金牌号标准
我国高温合金牌号标准主要遵循GB/T 14992 标准。
在这个标准中，包含了许多高温合金的牌号，例如GH4169、GH2901 等。
此外，国外也有相应的高温合金牌号近似对照，以便于各国之间的交流与合作。
具体举例来说，固溶强化型铁基合金的牌号包括GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140 等；时效硬化性铁基合金的牌号包括
GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696 等；固溶强化型镍基合金的牌号包括GH605、GH606、GH607、GH608、GH609、GH610 等。
总之，高温合金的分类和牌号是一个复杂的体系，不同类型的高温合金具有不同的性能和用途。
高温合金分类及牌号标准
高温合金分类及牌号标准高温合金是先进发动机的基石，也是航空发动机热端部件的关键材料。
高温合金材料需要在高温、高压、高应力条件下工作，因此要求具有良好的高温强度、抗氧化性和抗腐蚀性等性能。
高温合金的分类和牌号标准是评估和选择材料的重要依据。
一、高温合金的分类1. 变形高温合金变形高温合金是指在高温下可以进行塑性变形加工的高温合金。
变形高温合金是高温合金中市场应用最广的一种，其需求占比达到了70%。
变形高温合金可以加工成各种形状和尺寸的零件，如板材、棒材、管材等。
2. 铸造高温合金铸造高温合金是指通过铸造工艺制备的高温合金。
根据凝固结晶组织的不同，铸造高温合金可以分为等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温合金和单晶高温合金。
等轴晶铸造高温合金的晶粒形状为等轴状，具有良好的综合性能；定向凝固柱晶高温合金的晶粒形状为柱状，具有更高的强度和蠕变性能；单晶高温合金具有更高的抗蠕变性能和抗疲劳性能。
3. 粉末高温合金粉末高温合金是指以金属粉末作为原材料，经过后续热加工处理得到的高温合金。
粉末高温合金是新一代高温合金，具有较高的抗拉强度和良好的抗疲劳性能。
粉末高温合金主要用于制备涡轮盘等高性能发动机部件。
二、高温合金的牌号标准高温合金的牌号标准是评估和选择材料的重要依据之一。
不同牌号的高温合金具有不同的化学成分、组织结构和性能特点，因此需要根据具体的应用场景选择合适的牌号。
1. 变形高温合金牌号标准变形高温合金的牌号主要由数字和字母组成，其中数字表示合金的类别和用途，字母表示合金的主要元素或特点。
例如，GH4169是一种常用的变形高温合金，其数字部分表示它是一种用于航空发动机的高温强度材料，字母部分表示它含有镍、铬、铁等元素。
2. 铸造高温合金牌号标准铸造高温合金的牌号主要由字母和数字组成，其中字母表示合金的类别和用途，数字表示合金的编号。
例如，K213是一种常用的铸造高温合金，其字母部分表示它是一种单晶高温合金，数字部分表示它是第213号高温合金。
耐热钢热处理
耐热钢热处理
耐热钢是一种高温合金钢，具有高温抗氧化、耐热腐蚀和耐磨损等优良性能。
对于耐热钢的热处理，主要有以下几种方法：
1. 固溶处理：将耐热钢加热至高温状态（一般在1050~1200℃），使其固态溶解，然后进行冷却。
这种处理方式主要是为了消除材料内部的残余应力和晶界组织异常等缺陷，提高材料的塑性、韧性和可加工性。
2. 淬火处理：将固溶处理后的耐热钢快速冷却（如水淬或油淬），使其在短时间内变为马氏体，从而提高材料的硬度和强度。
3. 回火处理：将淬火后的耐热钢加热至一定温度（一般在600~800℃），保温一段时间后冷却，这种处理方式能够降低材料的硬度和强度，提高韧性和耐热性。
以上三种热处理方式可以根据不同的工况和要求进行组合，以达到最优化的热处理效果。
耐热钢和耐热合金
使合金表面本来具有的保护作用的氧化物质遭受破坏，从而加 剧腐蚀。
⑶防止措施：
①控制或排出燃料或燃烧空气中的有害杂质，特别是Na，S；
②使用表面防护层。如：金属扩散涂层、陶瓷涂层。
耐蚀材料
7.3 其他耐热钢和耐热合金
7.3.1抗氧化钢
抗氧化钢也称耐热不起皮钢，多属于铁素体与奥氏体钢。 特点：具有良好的抗氧化性，且有一定的高温强度。
反应形式：
Me（金属）+ 1/2 O2 → MeO Me（金属）+ 1/2 S2 → MeS
耐蚀材料 ⑵钢的高温氧化结果： 钢在高温下的氧化可以形成三种氧化物：FeO 、Fe3O4 、 Fe2O3 。 在570℃以下，氧化层由Fe3O4 和 Fe2O3组成，570℃以上氧化层由 FeO 、Fe3O4 和 Fe2O3组成
7.3.3高温合金
耐蚀材料
能在高温（600～1100℃）氧化性气氛和燃气腐蚀条件下，长期承 受较大应力的合金材料。
应用：是现在航空发动机，火箭发动机以及燃气轮机必不可少的金 属材料。
钢种： 主要是高Cr 、Ni 、加Mo 、W 等。
2、高温蠕变强度
耐蚀材料
蠕变---指金属材料在一定温度下，即使所承受的应力远低于 屈服极限，也会随时间的增长而慢慢地产生永久塑性变形的现象。
蠕变极限---在给定的温度下和规定的时间内，试样产生一定 量蠕变总变形的应力值。
耐蚀材料
7.2.2应力松弛性能
1、 定义和条件
应力松弛----金属在高温和压力状态下，如果维持总变形量不 变，而随着时间的延长，应力则逐渐减少，这种现象称作应力松弛。
2、按组织分类 ：
耐蚀材料
⑴珠光体耐热钢 ----在正火状态下显微组织由珠光体加铁素体组成的一类钢。
高温合金钢的高温机械性能测试与评价
高温合金钢的高温机械性能测试与评价高温合金钢是一种用于高温环境下的特种钢材，具有优异的高温机械性能，被广泛应用于航空、航天、能源等领域。
为了确保其在高温条件下的可靠性和性能，对高温合金钢的高温机械性能进行测试与评价是至关重要的。
1. 强度和延伸性测试高温合金钢在高温环境下的强度和延伸性是评价其机械性能的重要指标。
常用的测试方法包括拉伸试验和冲击试验。
拉伸试验是指在一定应变速率下对试样进行拉伸，测定其抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能指标。
高温环境下的拉伸试验要求使用专用设备，温度范围通常从室温到高温条件。
通过拉伸试验可以评估高温合金钢在高温下的强度和延伸性，为材料的设计和应用提供依据。
冲击试验是另一种常用的测试方法，用于评估材料在高温条件下的抗冲击性能。
冲击试验一般使用冲击试样，通过对其施加冲击载荷来测定材料的韧性和抗冲击能力。
高温合金钢在高温环境下的冲击试验需要在恒温条件下进行，以模拟实际使用情况下的冲击载荷。
2. 硬度测试硬度是反映材料抗压强度的指标，通常使用洛氏硬度、维氏硬度等进行测定。
高温环境对高温合金钢的硬度有较大影响，因此在高温条件下的硬度测试和评价至关重要。
在高温下进行硬度测试需要考虑到试样在测试过程中的热变形和蠕变现象。
确保测试过程中试样的稳定状态是关键，通常使用高温硬度试验机进行测试。
通过在不同温度下对高温合金钢进行硬度测试，可以了解其在高温环境下的硬度变化规律，为材料设计和使用提供依据。
3. 疲劳性能测试高温合金钢在高温条件下的疲劳性能是评价其耐久性能的重要指标。
疲劳性能测试可以模拟材料在实际使用条件下受到的循环载荷，通过测定材料的疲劳寿命来评估其抗疲劳性能。
高温合金钢的疲劳性能测试主要包括低周疲劳试验和高周疲劳试验。
低周疲劳试验是在较高应变幅下进行，可以评估材料在高温环境下的疲劳寿命和抗疲劳性能。
高周疲劳试验是在较低应变幅下进行，用于评估材料在高温条件下的高周疲劳强度。
疲劳性能测试需要考虑到试样的热蠕变和材料疲劳寿命的统计性质。
高温合金gh 标准
高温合金gh 标准
高温合金是一类在高温（通常指600摄氏度以上）和高应力环
境下具有优异性能的金属合金。
高温合金通常用于航空航天、石油
化工、发电等领域，以满足在极端工作条件下的耐热、耐腐蚀和机
械性能要求。
关于高温合金的标准，主要有以下几个方面：
1. 化学成分标准，高温合金的化学成分对其性能具有重要影响，因此国际上有一系列的化学成分标准，如AMS（航空材料规范）、ASTM（美国材料与试验协会）等标准，规定了高温合金中各元素的
含量范围和要求。
2. 物理性能标准，高温合金的物理性能包括热膨胀系数、导热
系数、热传导率等，这些性能对于高温合金在高温环境下的稳定性
和可靠性至关重要，因此国际上也有一系列的物理性能标准来规范
高温合金的这些性能。
3. 加工工艺标准，高温合金的加工工艺对其最终的性能和使用
效果有很大影响，因此国际上也有一系列的加工工艺标准，规定了
高温合金的加工方法、热处理工艺、焊接工艺等方面的要求。
4. 产品标准，针对不同用途和形式的高温合金制品，还有相应的产品标准，如高温合金板、管、棒材等的标准，规定了其尺寸、允许偏差、表面质量等要求。
总的来说，高温合金的标准涵盖了化学成分、物理性能、加工工艺以及产品形式等多个方面，这些标准的制定和遵循对于保证高温合金材料的质量和性能稳定性具有重要意义。
在实际应用中，选用符合标准要求的高温合金材料，可以有效保障工程结构在高温高应力环境下的安全可靠运行。
高温合金分类及牌号标准
高温合金分类及牌号标准高温合金是一类特殊合金材料，具有优异的耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度和抗磨损等特点，常用于航空航天、石油化工、汽车制造、医疗设备等领域。
根据材料成分、性能特点和应用领域的不同，高温合金可以分为多种类型，并且各种类型都有相应的牌号标准。
一、高温合金的分类1.镍基高温合金镍基高温合金是指以镍为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
镍基高温合金具有优异的耐高温、耐腐蚀和抗氧化性能，可以在1200℃以下的高温环境下长期使用。
常见的镍基高温合金有Inconel系列、Hastelloy系列、Nimonic系列等，分别适用于不同的高温环境和工程要求。
2.钛基高温合金钛基高温合金是一类以钛为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
钛基高温合金具有优异的高温强度、抗氧化性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天领域的涡轮机械、引擎零部件等高温结构件中。
3.铬基高温合金铬基高温合金是一类以铬为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
铬基高温合金具有优异的耐热性能、耐氧化性能和耐腐蚀性能，常用于石油化工、核能和航空航天领域的高温工程材料中。
4.钨基高温合金钨基高温合金是一类以钨为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
钨基高温合金具有优异的高温强度、抗氧化性能和耐磨损性能，主要用于高温合金刀具、高温合金钳具、高温合金模具等领域。
5.铌基高温合金铌基高温合金是一类以铌为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
铌基高温合金具有优异的高温强度、抗氧化性能和耐腐蚀性能，常用于航空航天、船舶制造、核能和化工设备领域。
二、高温合金牌号标准1. Inconel系列Inconel系列是一类镍基高温合金，根据成分和性能特点的不同，分为多个牌号标准，常见的有Inconel 600、Inconel 625、Inconel 718等。
这些牌号标准在高温、耐腐蚀和机械性能方面具有不同的特点，可根据具体用途进行选择。
高温合金牌号对照表
高温合金牌号对照表
高温合金是一类具有优异耐高温性能的金属材料，常用于航空航天、能源、化工等领域。
以下是一些常见的高温合金牌号及其对照表：
1. 镍基高温合金：
Inconel 600/625/718/725，这些合金具有良好的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于化工、核工业等领域。
Hastelloy X/C-276，这些合金具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性能，常用于化工、航空等领域。
Nimonic 80A/90，这些合金具有良好的高温强度和抗氧化性能，常用于航空发动机部件制造。
2. 钛基高温合金：
Ti-6Al-4V，这是一种常见的钛合金，具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天领域。
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo，这种合金具有优异的高温强度和低密度，常用于航空发动机零部件制造。
3. 铬基高温合金：
Incoloy 800/800H/800HT，这些合金具有良好的高温蠕变和
抗氧化性能，常用于石油化工、电力等领域。
Haynes 230/556，这些合金具有优异的高温强度和耐腐蚀性能，常用于航空发动机零部件制造。
需要注意的是，不同厂家或国家对于高温合金的命名和牌号可
能会有所差异，因此在具体应用中需要根据实际情况进行对照和选择。
此外，高温合金的性能也受到制造工艺和热处理等因素的影响，因此在选用和应用时需要综合考虑材料的化学成分、力学性能、耐
腐蚀性能等方面的要求。
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耐热钢及高温合金耐热钢及高温合金各种动力机械，加热电站中的锅炉和蒸汽轮机、航空和舰艇用的燃汽轮机以及原子反应堆工程等结构中的许多结构件是在高温状态下工作的。
工作温度的升高，一方面影响钢的化学稳定性；另一方面降低钢的强度。
为此，要求钢在高温下应具有(1)抗蠕变、抗热松弛和热疲劳性能及抗氧化能力(2)在一定介质中耐腐蚀的能力以及足够的韧性(3)具有良好的加工性能及焊接检(4)按照不同用途有合理的组织稳定性。
耐热钢是指在高温下工作并具有一定强度和抗氧化耐腐蚀能力的钢种，耐热钢包括热稳定钢和热强钢。
热稳定钢是指在高温下抗氧化或执高温介质腐蚀而不破坏的钢种，如炉底板、炉栅等。
它们工作时的主要失效形式是高温氧化。
而单位面积上承受的载荷并不大。
热强钢是指在高温下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，如高温螺栓、涡轮叶片等。
它们工作时要求承受较大的载荷，失效的主要原因是高温下强度不够。
1 钢的热稳定性和热稳定钢一、钢的抗氧化性能及其提高途径工件与高温空气、蒸汽或燃气相接肽表面要发生高温氧化或腐蚀破坏。
因此，要求工件必须具备较好的热稳定性。
除了加入合金元素方法外，目前还采用渗金属的方法，如渗Cr、渗Al或渗Si，以提高钢的抗氧化性能。
二、热稳定钢热稳定钢(又称抗氧化钢广泛用于工业锅炉中的构件，如炉底板、马弗罐、辐射管等这种用途的热稳定钢有铁素体F型热稳定钢和奥氏体A型热稳定钢两类。
F型热稳定钢是在F不锈钢的基础上进行抗氧化合金化而形成的钢种、具有单相F基体，表面容易获得连续的保护性氧化膜。
根据使用温度，可分为Cr13型钢、Cr18型钢和Cr25型钢等。
F型热稳定钢和F不锈钢一样，因为没有相变，所以晶粒较粗大，韧性较低，但抗氧化性很强。
A型热稳定钢是在A型不锈钢的基础上进一步经Si、Al抗氧化合金化而形成的钢种。
A型热稳定钢比F型热稳定钢具有更好的工艺性能和热强性。
但这类钢因消耗大量的Cr、Ni资源，故从50年代起研究了Fe-Al－Mn系和Cr－Mn-N系热稳定钢，并已取得了一定进展。
2 金属的热强性一、高温下金属材料力学性能特点在室温下，钢的力学性能与加载时间无关，但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关，而且与温度有关，这就是耐热钢所谓的热强性。
热强性系指耐热钢在高温和载荷共同作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。
由此可见在评定高温条件下材料的力学性能时，必须用热强性来评定。
热强性包括材料高温条件下的瞬时性能和长时性能。
瞬时性能是指在高温条件下进行常现力学性能试验所测得的性能指标。
如高温拉伸、高温冲击和高温硬度等。
其特点是高温、短时加载，一般说来瞬时性能P是钢热强性的一个侧面，所测得的性能指标一般不作设计指标，而是作为选择高温材料的一个参考指标。
长时性能是指材料在高温及载荷共同长时间作用下所测得的性能、常见的性能指标有：蠕变极限、持久强度、应力松他高温疲劳强度和冷热疲劳等(详见金属力学性能地这是评定高温材料必须建立的性能指标。
二、热泪性的影响因表及其提高途径1.影响耐热钢热强性的因素随着温度的升高，耐热钢抵抗塑性变形和断裂的能力不断降低，这主要是由以下两个因素造成的：(1)影响耐热钢的软化因素。
随着温度的升高、钢的原子问结合力降低原子扩散系数增大，从而导致钢的组织由亚稳态向稳定态过渡、如第二相的聚集长大、多相合金中成分的变化、亚结构祖化及发生再结晶等这些因素都导致钢的软化。
(2)形变断裂方式的变化。
金属材料在低温下形变时一般都以滑移方式进行，但随着温度的升高，载荷作用时间加长，这时不仅有滑移，而且还有扩散形变及品界的滑动与迁移等方式。
扩散形变是在金属发生变形但看不到滑移线的情况下提出的。
这种变形机制是高温时金属内原子热运动加剧，致使原子发生移动，但在元外力作用了原子的移动无方向性，故宏观上不发生变形；当有外力作用时，原子移动极易发生且有方向性，因而促进变形。
当温度升高时，在外力作用下晶界也会发生滑动和迁移，温度越高，载荷作用的时间愈长，晶界的滑动和迁移就越明显。
常温下金属的断裂在正常情况下均属穿品断裂，这是由于晶界区域晶格畸变程度大、晶内强度低于晶界强度所致。
但随温区升高，由于晶界区域品格畸变程度小使原子扩散速度增加，晶界强厦减弱。
温度越高，载荷作用时间越长，则金属断裂方式更多地呈晶间断裂。
2.提高钢的热强性途径基于上述分析，提高钢的热强性主要途径省三个方面基体强化煤二相强化、晶界强化。
(1)基体强化。
主要出发点是提高基体金属的原子问结合力、降低固溶体的扩散过程。
研究表明，从钢的化学成分来说，凡是熔点高、自扩散系数小店首提高钢的再结晶温度的合金元素固溶于基体后都能提高钢的热强性。
如h基及M是高温合金中主要的固溶强化元素有Mo、W、Co和Cr等。
从固溶体的晶格类型来说，奥氏作基比铁素作基体的热强性高。
这是由于奥氏体的点阵排列较铁素体致密，扩散过程不易进行。
如在铁基合金中，Fe、C，Mo等元素在A中的扩散系数显著低于在F中的扩散系数，这就使回复和再结晶过程减慢，第二相聚集速度减慢，从而使钢在高温状态下不易软化。
(2)第二相强化。
主要出发点是要求第二相稳定，不易聚集长大批在高温下长期保持细小均匀的弥散状态，因此对第二相粒子的成分利结构有一定的要求。
耐热钢大多用难塔台金碳化物作强化相，如MC，M23C6、M6C等。
为获得更高的热强性，可用热稳定性更高的全属间化合物。
如Ni3(TiAl),Ni3Ti,Ni3Al等作为基体的强化相。
(3)晶界强化、为减少高温状态下晶界的滑动，主要有下列途径：①减少晶界、需适当控制钢的晶粒度。
晶粒过细品界多，虽然阻碍晶内滑移，但晶界滑动的变形量增大、塑变抗力降低。
晶粒过大，钢的脆性增加，所以要适当控制耐热钢的晶粒厦，一般在2～4级晶粒度时能得到较好的高温综合性能。
②净化晶界。
钢中的S和P等低熔点杂质易在晶界偏聚，并和铁易于形成低熔点共晶体，从而削弱晶界强度，使钢的热强性下降。
着钢中加入B、稀土等元素，可形成高熔点的稳定化合物，在结晶过程中可作为晶核，使易熔杂质从晶界转入晶内，从而使晶界得到净化，强化了晶界。
③填补晶界上空位、晶界处空位较多，使扩散易于进行，是裂纹易于扩展的地力加入B、Ti、Zr等表面活化元素，可以填充晶界空位，阻碍晶界原子扩散，提高蠕变抗力。
④晶界的沉淀强化。
如果在晶界上沉淀出不连续的强化相，将使塑性变形时沿晶界的滑移及裂纹沿晶界的扩展受阻，使钢的热强性提高。
例如用二次固溶处理的方法可在品界上析出链状的Cr23C6化合物，从而提高钢的热强性。
除此之外，还可用形变热处理方法将晶界形状改变为锯齿状品界和在晶内造成多边化的亚晶界，进一步提高钢的热强性。
3 a-Fe基热强钢a-Fe基热强钢包含珠光体型热强钢和马氏体型热强钢、这两类钢在加热和冷却时会发生a裆7转变，故使进一步提高使用温度受到限制。
这类钢在中温下有较好的热强性、热稳定性及工艺性能，线膨胀系数小，合碳量也较低，价格低廉，是适宜在600～650℃以下温区使用的热强钢，广泛应用于制造锅炉、汽轮机及石油提炼设备等。
一，珠光作型热强钢珠光体热强钢按合碳量和应用特点可分为低碳珠光体效强钢和中碳珠光体热强钢两类、前者主要用于制作锅炉钢管，后者主要用于制作汽轮机等耐热紧固件、汽轮化转子(包含轴、叶轮)等，珠光体热强钢的工作温度虽然不高，但由于工作时间长，加之受周围介质的腐蚀作用，在工作过程中可能产生下述的组织转变和性能变化。
1.珠光体的球化和碳化物的聚集珠光体热强钢在长期高温作用下，其中的片状碳化物转变成球状，分散细小的碳化物聚集成大颗粒的碳化物。
这种组织的变化将引起钢的强烈较优，导致蠕变极限、持久强度、屈服极限的降低。
这种转变是一种由不平衡状态向平衡状态过渡的自发进行的过处是通过碳原子的扩散进行的。
影响碳化物球化及聚集的主要因素是温度、时间和化学成分。
碳钢最容易球化，合碳量增加会加速球化过程。
在钢的成分中几代溶入固溶体并降低碳的扩散速度和增加碳化物中原子结合力的元素如Cr、MO、V、Ti等均能阻碍或延缓球化及聚集过程。
2.钢的石墨化钢件在工作温度和应力长期作用下，会使碳化物分解成游离的石墨，这个过程也是自发进行的，称为P热强钢的石墨化过程、它不但消除了碳化物的作用，而且石墨相当于钢中的小裂纹，使钢的强度和塑性显著降低而引起钢件脆断。
这是一种十分危险的转变过程。
向钢中加入Cr、Ti、Nb等合金元素，均能阻止石墨化过程；另外，在冶炼时不能用促进石墨化的Al脱氧；采用退火或回火处理也能减少石墨化倾向。
3.合金元素的再分布耐热钢长期工作时，会发生合金元素的重新分配现象，即碳化物形成元素Cr、Mo向碳化物内扩散、富集，而造成固溶体合金元素贫化，导致热强性下降。
生产中经常采用加入强碳物形成元素V、Ti、Nb 等从而阻止合金元素扩散聚集的再分队提高钢的热强性。
4.热脆性珠光体型不锈钢在某一温度下长期工作时，可能发生冲击韧性大幅度下降，突然发生脆性断裂的现象。
这种脆性积为热脆性。
它与在该温度下某种新相的析出有关。
防上热脆性可采取如下措施，使钢的长期工作温度避开脆性区温度；冶炼时尽量降低队P含量：加入适量的W、Mo等合金元素，已发生热脆性的钢，可采用600～650℃高温回火后快冷的方法加以消除。
珠光体热强钢的热处理，一般经正火( Ac3＋50℃)处理所得到的组织是不稳定的，为了保证在使用温度下组织性能稳且一般采用高于使用温度100℃的回火处理。
二、马氏作型热弹钢这类钢主要用于制造汽轮机叶片和汽轮机或柴油机的排气阀。
应用最早的是Cr13型钢，它是一种马氏体不锈钢。
经热处理后，可获得较高的机械性能和良好的耐热性。
Crl3型马氏体效强钢的热处理工艺通常采用1000～1150℃油淬，650～750℃高温回火得到回火屈氏体和回火索氏体组织，以保证在使用温度下组织和性能的稳定。
它们用于制造像用温度低于588℃的汽轮机和燃气轮机的叶片。
4 γ－Fe基热强钢珠光体、马氏体类热强钢一般使用温度在650℃以下，不能适用于更高的使用温度其原因在于，无论是珠光作基还是马氏体基热强钢，其基体相都是铁素体，即先天不足。
因此必须更换基作组织，即用奥氏体。
负数氏体基钢之所以比Fe基钢具有更高的热强性，其原因在于：γ-Fe晶格的原子间结合力比α－Fe晶格的原子间结合力大；γ-Fe 扩散系数小；γ-Fe的再结晶温度高(α－Fe再结晶温度为450～600℃，而γ-Fe再结晶温度大于800℃。
γ-Fe基热强钢还具有良好的可焊性、抗氧化性、高的塑性和冲击韧性。
这类钢也有一些缺点，如室温屈服强度低、压力加工及切削性能较差、导热性差，而在温度变化时效应力大，故抗热疲劳性能差。
但是由于热强性高，所以得到了充分的发展和广泛的应用。