耐热钢的使用温度和特性
耐热钢的成分
耐热钢的成分
耐热钢是一种加工性能优良、耐热性能良好的热处理钢，具有很高的抗腐蚀性。
它通常有铬、钛、锰、铝等多种元素组成，其中含铬量不低于10％，耐热温度高于800℃，有时可以达到1000℃或以上。
一般而言，耐热钢的成分如下：
1、含铬量在10-30％，含量越高，耐热性能越好。
2、含钛量在2-15％，钛具有高强度、耐腐蚀性好的特点。
3、含锰量在2-8％，可以提高耐热钢的热强度。
4、含铝量在2.5-4.5％，铝可以提高耐热钢的耐蚀性。
5、含硅量在0.3-2％，硅可以改善耐热钢的冶炼性。
6、含氮量在0.15-0.3％，氮可以提高耐热钢的抗氧化性。
7、含钴量在0.5-2％，钴能提高耐热钢的耐热性和抗氧化性。
8、其他含量可以按需求不同来调整，如含锆、钼等，以改善耐热钢的性能。
- 1 -。
硫酸XD系列特种合金材料介绍及与zecor等材料特性比较
硫酸工业用XD系列特种合金材料介绍及与zecor等材料特性比较一.硫酸工业用系列金属合金材料1.耐热钢①XD-1奥氏体耐热钢XD-1是以铬镍为基础，以钨和钼辅助合金化并配以高碳的奥氏体耐热钢。
碳化物是主要强化相。
温度＜700℃具有良好的热强性；温度＜800℃具有良好的抗氧化性。
820～850℃退火后的室温和高温力学性能如表1所示，表2是该钢的抗氧化性能。
表1. 退火后的XD-1耐热钢力学性能温 度，℃ σb， Mpa σ0.2， Mpa δ， %20 706 314 20600 568 323 18700 363 206 33表2. XD-1耐热钢抗高温氧化性能试验温度，℃ 800 850 900氧 化 速 度g/m2·h 0.2165 1.0535 2.2928 0.3688 0.7019 2.1957尤其值得指出的是XD-1耐热钢尚具有一个独特的性能，即是在600～700℃温度范围内有强烈的时效倾向。
在这一温度范围内使用时合金强度和硬度非但不降低反而有所提高。
非常适於制造使用温度在700℃以下的阀门和坚固件，尤其是高温金属弹性硬密封蝶阀。
XD-1耐热钢是硫酸工业用610℃抗SO2腐蚀的高温金属硬密封蝶阀的阀板、阀座、阀杆及紧固螺栓的优良材料。
②XD-4奥氏体耐热钢XD-4是以高铬镍为基础，同时以硅、氮和稀土等元素补充合金化的奥氏体耐热钢。
具有较高的高温强度和组织稳定性以及耐急冷急热性。
尤其是具有良好的高温抗氧化性、抗渗碳性和抗硫化腐蚀能力。
最高使用温度为1200℃。
在900～1200℃其主要性能超过传统的Cr25Ni20（Si）耐热钢。
XD-4耐热钢高温力学性能如表3。
表4是XD-4高温强度与4Cr25NI20耐热钢的比较。
图1是XD-4耐热钢在温度1200℃抗氧化性能及其与4Cr25Ni20Si2等耐热钢的比较。
表3. XD-4耐热钢高温力学性能试验温度， ℃ σb， Mpa δ， % 500 559 30.4600 516 28.8700 432 20.2800 326 12.2900 220 13.01000 130 17.01100 65 37.01200 31 30.2表4. XD-4高温强度与4Cr25Ni20耐热钢比较（σb，Mpa）钢 种 900℃ 1000℃ 1100℃ 1200℃ XD-4 220 130 65 314Cr25Ni20 157 101 --- ---图1.XD-4高温抗氧化性能与25-20耐热钢的比较由表3、表4和图1可以看到，XD-4耐热钢具有比25-20传统耐热钢高的高温强度。
耐热钢的特性和用途
00℃以下反复加热。
6
0Cr23Ni13
比0Cr18Ni9耐氧化性好，可承受980℃以下反复加热的炉用部件
7
0Cr25Ni20
比0Cr23Ni13抗氧化性好，可承受1035℃加热的炉用部件
8
3Cr18Mn12Si2N
有较高的高温强度。和一定的抗氧化性，并有较好的抗硫及抗增碳性，可用于吊挂支架，渗碳炉构件，加热炉传送带，炉盘，炉爪等
9
2Cr20Mn9Ni2N
特性和用途同3cr18Mn12Si12N,还可用作盐浴坩埚和加热炉管道等
10
1Cr18Ni9Ti
有良好的耐热性及抗腐蚀性，做加热炉管，燃烧室筒体。退火炉罩等
11
0Cr18Ni10Ti
作400～900℃腐蚀条件下使用的部件，高温用焊接结构部件
12
0Cr18Ni11Nb
作400～900℃腐蚀条件下使用的部件，高温用焊接结构部件
4Cr9Si2
有较高的热强性，作炉子料盘，辅射管吊挂
18
4Cr10Si2Mo
有较高的热强性，用于850℃以下工作的炉用构件
19
1Cr11MoV
有较高的热强性，良好的减震性及组织稳定性，用于高温风机叶片
20
1Cr13
作800℃以下耐氧化部件
21
2Cr13
淬火状态下硬度高，耐腐性良好
常用耐热钢的特性和用途；
类型
序号
牌号
特性和用途
奥氏体型
1
2Cr21Ni12N
以抗氧化为主的炉用部件
2
0Cr25Ni20
承受1035℃以下反复加热的抗氧化钢，炉用部件，喷嘴，燃烧室等
3
2Cr23Ni13
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。
SUS310S不锈钢
SUS310S不锈钢标准：JISSUS310S特性及适用范围：SUS310S不锈钢是日本SUS系列奥氏体不锈钢。
SUS310S不锈钢抗氧化性比0Cr23Ni13好。
SUS310S不锈钢实际上多作为耐热钢使用。
SUS310S化学成份：碳 C ：≤0.08硅 Si：≤1.00锰 Mn：≤2.00硫 S ：≤0.030磷 P ：≤0.035铬 Cr：24.00～26.00镍 Ni：19.00～22.00SUS310S力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥520条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥205伸长率δ5 (％)：≥40断面收缩率ψ (％)：≥50硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV不锈钢板的工艺流程：不锈钢—冷轧、热轧—奥氏体型—可耐受草酸、硫酸侵蚀—软态、硬态—薄板—亮面不锈钢—冷轧、热轧—铁素体型—可耐受硫酸、胆矾侵蚀—软态、硬态—平板—镜面不锈钢—冷轧、热轧—马氏体型—可耐受ynsun、侵蚀—软态、硬态—卷板—亚光面不锈钢—冷轧、热轧—奥铁双相—可耐受jisun、侵蚀—软态、硬态—厚板—原面不锈钢—冷轧、热轧—沉淀硬化—可耐受海水侵蚀—软态、硬态—钢带—2b表面的热处理和塑性处理退火温度为745 - 825℃，空气冷却交货条件+ QT650 - 在950 - 1010℃硬化，在油或空气中冷却，回火在700 - 780℃交货条件+ QT700 - 在950 - 1050℃硬化，在油或空气中冷却，回火温度650 - 750℃交货条件+ QT750 - 950 - 1010℃硬化，油或空气冷却，回火温度620 - 700℃交货条件+ QT800 - 在950 - 1050℃硬化，在油或空气中冷却，回火温度为600-700℃轧制和锻造温度为1100 - 800℃不锈钢分组马氏体不锈钢铁素体和超级铁素体不锈钢沉淀硬化不锈钢奥氏体和超级奥氏体不锈钢双相铁素体 - 奥氏体钢（两相双相钢）不管您的需求量是多少，威励不锈钢都将在时间为您提供快的响应和周到的服务物流配送：我们有的物流，安全快捷的配送到客户的身边。
火力发电厂汽水管道集箱和锅炉受热面钢管常用钢钢号特性及其主要应用范围
钢中加入少量的钢，可降低铭、铝元素由铁素体向碳化物中转移的速度，提高钢的组织稳定性和热强性，弥散分布的钢的碳化物可以强化铁素体基体。正火十回火后的组织为铁素体+贝氏体或铁素体+珠光体或铁素体+贝氏体+珠光体。该钢在
壁温W
550℃的蒸汽管道、集箱；
壁温W
580℃的受热面管子
12X1M①(「OCT45
壁温W460℃的受热面管子及省煤器管等
SA2IOA-I、
SAl06B(ASME)
STB4IO(JIS)
P235GH(EN)、
PH26(ISO)
C22、CK22、St45.8∕
III(DIN)
TU48C、
XC18(NF)>
N2024(CSN)、
CT20(ΓOCT)
15MoG∕20M
oG
GB
5310—2008
马氏体型热强钢。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ壁温≤
T91/P91、
10Cr9MoIVNbN
T/P91高的Cr量大大提高
650℃的过热
F91(ASME)
GB5310—2008
了钢的抗氧化、抗腐蚀
器管、再热器
性，Cr>Mo、Mn兀素的加
管；
XlOCrMoVNbQ-I
入保证了钢的基体强度，
壁温W
(EN)
少量的N与V、Nb在钢中
620℃的蒸汽
蒸汽腐蚀性能。焊接时应
采用低的线能量，严格执
行焊接工艺。
马氏体型热强钢，由
日本新日铁公司研发。
壁温≤
T/P92、F92
T/P92是在T/P91钢的基
650°C的过热
(ASME)
第六章 耐热钢
三、抗氧化钢
铁素体抗氧化钢 （1）特点：是在铁素体不锈钢的基础上发展起来的。因 ）特点：是在铁素体不锈钢的基础上发展起来的。 无相变，有晶粒长大倾向，韧性低，但抗氧化性强， 无相变，有晶粒长大倾向，韧性低，但抗氧化性强， 还可以在含S的气氛中使用 因不含镍）。 的气氛中使用（ 还可以在含 的气氛中使用（因不含镍）。 （2）分类（按使用温度分） ）分类（按使用温度分） Cr13型：800-850℃，Cr13Si3、Cr13SiAl等 型 ℃ 、 等 Cr18型：1000℃左右，Cr18Si2、Cr17Al4Si等 型 ℃左右， 、 等 Cr25型：1050-1100℃，Cr24Al2Si、Cr25Si2等 型 ℃ 、 等
18
二、碳化物沉淀强化型
1.成分：较高Cr、Ni，以形成 ；W、Mo、V、 成分：较高 、 ，以形成A； 、 成分 、 、 W、Nb和较高的 ，以形成强化相 。 和较高的C，以形成强化相K。 、 和较高的 2.热处理：固溶 时效 热处理： 热处理 固溶+时效 3.典型钢号 典型钢号 GH36（4Cr13Ni8Mn8MoVNb） （ ） 1140℃×1.5-2小时，水冷，670℃×12小时， ℃ 小时 水冷， ℃ 14小时第一次时效，770-800℃×10-12小 小时第一次时效， 小时第一次时效 ℃ 小 时第二次时效 应用：温度低于650℃的涡轮盘、紧固件 应用：温度低于 ℃的涡轮盘、
Cr：提高抗氧化性；提高基体电极电位；提高钢的热 ：提高抗氧化性；提高基体电极电位； 强性。抗氧化钢的主要元素。 强性。抗氧化钢的主要元素。 Al、Si：显著提高抗氧化性；严重恶化工艺性；使钢 、 ：显著提高抗氧化性；严重恶化工艺性； 变脆。很少单独使用。 变脆。很少单独使用。 Ni、Mn：对抗氧化性影响小，Mn 略降低抗氧化性。 、 ：对抗氧化性影响小， 略降低抗氧化性。 A稳定元素，获得 ；不宜用于含 气氛中，形成 稳定元素， 气氛中， 稳定元素 获得A；不宜用于含S气氛中 形成Ni3S 共晶温度很低（ 沿晶分布。 共晶温度很低（645℃），沿晶分布。 ℃），沿晶分布 N、C：溶于固溶体，对氧化性影响不大。形成化合物， 、 ：溶于固溶体，对氧化性影响不大。形成化合物， 降低抗氧化性，破坏氧化膜的连续性。 一般控制在 降低抗氧化性，破坏氧化膜的连续性。C一般控制在 0.1-0.2%。 。 Mo、V：形成低熔点产物 、 ：形成低熔点产物MoO3（795℃）、 （ ℃）、V2O5 易挥发， （658℃），易挥发，降低钢的抗氧化性。 ℃），易挥发 降低钢的抗氧化性。 RE：使膜与基体结合力增强，提高抗氧化性。 ：使膜与基体结合力增强，提高抗氧化性。
耐热钢
耐热钢总论1.耐热钢是指在高温下工作的钢材。
耐热钢的发展与电站、锅炉、燃气轮机、内燃机、航空发动机等各工业部门的技术进步密切相关。
由于各类机器、装置使用的温度和所承受的应力不同，以及所处环境各异，因此所采用的钢材种类也各不相同。
这里所谈的温度是个相对的概念。
最早在锅炉和加热炉中使用的材料是低碳钢，使用的温度一般在200℃左右，压力仅为0.8MPa。
直到现在使用的锅炉用低碳钢，如20g，使用温度也不超过450℃，工作压力不超过6MPa。
随着各类动力装置的使用温度不断提高，工作压力迅速增加，现代耐热钢的使用温度已高达700℃，使用的环境也变得更加复杂与苛刻。
现在，耐热钢的使用温度范围为200～1300℃，工作压力为几兆帕到几十兆帕，工作环境从单纯的氧化气氛，发展到硫化气氛、混合气氛以及熔盐和液金属等更复杂的环境。
为了适应各种工作条件不断发展的要求，耐热钢也在不断地发展。
从最早期的低碳钢、低合金钢，到成分复杂的、多元合金化的高合金耐热钢。
现按珠光体型低合金热强钢、马氏体型热强钢、阀门钢、铁素体型耐热钢、奥氏体型耐热钢、等分别介绍如下。
1）珠光体型低合金热强钢该种钢的代表：12Cr1MoV此种钢组织稳定性较好，当温度高达580℃时仍具有良好的热强性。
2）马氏体型热强钢该种钢的代表：Cr12型马氏体热强钢，有优良的综合力学性能、较好的热强性、耐蚀性及振动衰减性，广泛用于制造汽轮机叶片而形成独特的叶片钢系列，并广泛用作气缸密封环、高温螺栓、转子和锅炉过热器、在热器管、燃气轮机涡轮盘、叶片、压缩机及航空发动机压气机叶片、轮盘、水轮机叶片及宇航导弹部件等。
Cr12型耐热钢的开发与应用已有60多年历史，至少已有300余种牌号。
但其成分的差别不大，都是以Cr12钢为基础在添加钨、钼、钒、镍、铌、硼、氮、钛、钴等元素含量上做些变化。
3）阀门钢阀门钢是耐热钢的一个重要分支，该种钢的代表：21Cr-9Mn-4Ni-N钢（21-4N），与21Cr-12NiN、14Cr-14Ni2W-Mox相比，性能优越较经济，在汽油机排气阀门上迅速得到广泛应用。
耐热不锈钢型号及温度
耐热不锈钢型号及温度耐热不锈钢是一种具有高温抗氧化和耐腐蚀性能的特殊材料，广泛应用于石油化工、电力、核工业等领域。
它具有优异的耐高温性能，可在高温环境下长时间使用而不发生氧化变色或腐蚀，因此在工业生产中起着至关重要的作用。
有很多不锈钢材料可以耐受高温，其中常用的耐热不锈钢型号包括：1Cr18Ni9Ti、0Cr23Ni13、1Cr25Ni20Si2、0Cr21Ni60Nb、1Cr20Ni35Si2、0Cr21Ni45Mo3Si2等。
不同的耐热不锈钢材料适用于不同温度范围的高温环境。
首先是1Cr18Ni9Ti不锈钢，它可耐受的最高温度为600℃，具有良好的耐蚀性和抗氧化性能，在化工设备、排放管道等领域得到广泛应用。
其次是0Cr23Ni13不锈钢，它能够耐受的最高温度为800℃。
这种不锈钢具有较高的抗氧化能力和优良的机械性能，常用于高温炉窑、石油炼制装置等高温环境中。
1Cr25Ni20Si2耐热不锈钢是一种在1000℃下仍能保持良好性能的特种材料，具有高强度、耐腐蚀等优点，适用于高温高压的工作条件，例如石油化工装置、核工业设备等。
0Cr21Ni60Nb是一种可以在1200℃下正常工作的超高温耐热不锈钢，具有出色的耐氧化性和耐腐蚀性，可用于高温试验炉、航空发动机燃烧室等高温环境。
1Cr20Ni35Si2和0Cr21Ni45Mo3Si2这两种钢材的耐热性能分别在1300℃和1400℃，它们具有极强的耐腐蚀能力和较高的抗氧化性能，常被用于高温耐蚀设备和化工领域。
在选择耐热不锈钢时，我们需要根据具体的工作温度和环境要求来选择合适的材料。
此外，还需注意材料的加工性能和焊接性能，以确保在实际应用中可以满足工作要求。
总之，耐热不锈钢是一种在高温环境下具有抗氧化和耐腐蚀性能的特殊材料。
了解耐热不锈钢的型号和适用温度有助于我们在实际应用中选择合适的材料，确保设备的安全和稳定运行。
同时，在使用过程中还要注意保养和维护，延长材料的使用寿命，提高生产效率。
耐热钢的使用温度和特性
电炉用热电偶类型及参数电炉用热电偶类型及参数电炉常用热电偶的材料要求1.耐高温--热电偶的测温范围主要取决于热电极的高温性能，也就是说，在高温介质中，热电极的物理化学性能越稳定，则由它组成的热电偶的测温范围就越宽。
2.再显性好--用相同的两种热电极材料的热电偶，要求它们的电热性能相而而稳定，这样能使热电偶成批生产，并有很好的互换性；3.灵敏度高，线性好--要求电偶所产生的温差热电势足够大，并与温度呈线性关系；4.要求热电有为材料除能满足上述几点要求外，并希望它的电阻系数和电阻温度系数尽可能地小，且其价格便宜、货源充足。
电炉用热电偶，使用时应根据要求进行合理选择。
目前常用的热电偶有以下几种：[1)铂铑／铂热电偶——其分度号为S，正极是90％铂和10％铑的合金，负极为纯铂丝。
这种热电偶的优点是能容易制备纯度极高的铂铑合金，因此便于复制，且测温精度高，可作为国际实用温标中630.74—1064.43℃范围内的基准热电偶。
其物理化学稳定性高，宜在氧化性和中性气氛中使用；它的熔点较高，故测温上限亦高。
在工业测量中一般用它测量1000℃以上的温度，在1300℃以下可长期连续使用，短期测温可达1600℃。
铂铑／铂热电偶的缺点是价格昂贵，热电势小，在还原性气体、金属蒸气、金属氧化物及氧化硅和氧化硫等气氛中使用时会很快受到沾污而变质，故在这些气氛中使用它他须加保护套管，另外，这种热电偶的热电性能的非线性较大，在高温下其热电极会升华，使铑分子渗透到铂极中去沾污它，导致热电势不稳定。
[2]镍铬／镍硅热电偶——其分度号为K，正极成分是9—10％铬、0.4％硅，其余为镍，负极成分为2.5—3％硅，＜0.6％铬，其余为镍。
这类热电偶的优点是有较强的抗氧化性和抗腐蚀性，其他学稳定性好，热电势较大，热电势与温度问的线性关系好，其热电极材料的价格便宜，可在1000℃以下长期连续使用，短期测温可达1300℃。
镍铬／镍硅热电偶的缺点是在500℃以上的温度中和在还原性介质中，以及在硫及化物气氛中使用时很容易被腐蚀，所以，在这些气氛中工作时必须加保护套管，另化它的测温精度也低于铂铑／铂热电偶。
8(第七讲7耐热钢和耐热合金)
•时效析出的弥散相大多是各种类型的K和金属间化合物。
在Mo钢、V钢中加入少量的Nb和Ta元素，可 使Mo2C、V4C3的成分复杂化，稳定性更好， 使强化效果保持到更高的温度。 在镍基耐热合金中加入Co，能提高强化相 Ni3（Al、Ti）的析出温度，延缓弥散相聚集 长大的过程。
•加入难溶的弥散化合物、氧化物、硼化物、氮化物、 碳化物等，可将金属材料的使用温度提高到(0.8~ 0.85)Tm。
蠕变强度和持久强度都是反映材料高温性能的重 要指标。
蠕变强度考虑变形为主，表征材料高温下对塑性 变形的抗力。 持久强度主要考虑材料在长期使用下的断裂破坏 抗力。
（3）持久寿命 指在一定温度和规定应力作用下，从作用开始 到断裂的时间。 （4）应力松弛
•高温下工作的紧固件，在力的作用方向和零件
尺寸不改变的条件下，工作零件中应力自发降 低的过程称为应力松弛现象。简称为松弛。 •钢材的抗松弛稳定性，是选用高温状态下的 弹簧及紧固件等零部件材料的技术指标之一。
通过热处理来改变F-P耐热钢的组织，是提高蠕 变和持久强度的主要途径。 12Cr1MoV钢淬火或空冷后经740℃回火得到的强 化组织在600℃或低于600℃使用时，有足够的组 织稳定性，能保持较高的持久强度，可制作 580℃的高压过热蒸汽管及超高压锅炉锻件。
F-P耐热钢在400-580℃长期运转后易发生高温 回火脆性。
高温
组织变化
要求：
高温下的组织稳定性 强化机制在高温下的有效性
高温下要有大的热传导性，小的热 膨胀性
二、耐热钢的高温性能指标
金属在高温下长时间承受载荷时，可能出现两种 情况的失效： 在工作应力<<σ b的情况下，σ b和塑性会随载荷
时间的增长显著降低，产生断裂；
20.10.8-01耐热钢材料分类及适用温度
耐热钢材料分类及适用温度20.10.8李明雷（北京创利通达科技有限公司）工业上最常用的是按钢的组织状态分类：①珠光体型耐热钢：使用温度为450～620℃，在室温和使用温度下，此类钢的组织主要为珠光体；合金元素含量一般小于5%；代表材质：16Mo，15CrMo，12CrMoV、12Cr1MoV；在蒸汽轮机和锅炉制造中应用广泛。
②马氏体型耐热钢：使用温度≤650℃，在室温时组织为马氏体；一般含铬7%～13%；代表材质：1Cr13、2Cr13、3Cr13；在蒸汽轮机制造中广泛应用；这类钢有较大的淬硬倾向，焊接性能较差；650℃具有良好的抗氧化性，600℃以下具有较好的热强性，并有良好的减震性和导热性。
③铁素体型耐热钢：使用温度一般≤600℃，在室温和使用温度下，此类钢的组织为铁素体；在600～800℃间有析出相的脆化的倾向；代表材质：0Cr13、1Cr17、1Cr18、1Cr13SiAl，1Cr25Si2；在动力、石油化工等工业中得到极为广泛的应用；这类钢的可焊性较差，强度较低，脆性较大；具有优异的抗氧化性能和耐水溶液腐蚀性能。
④奥氏体型耐热钢：按材质不同，最高使用温度在800～1250℃间，在室温和使用温度下，此类钢的组织为奥氏体；代表材质：304、316L、310S；一般用于制作600℃以上承受较高应力的部件；此类钢在高温下具有较高的热强性和优异的抗氧化性；1）304：新牌号06Cr19Ni10、旧牌号0Cr18Ni9、ISO标准X5CrNi18-10；通用耐氧化钢，可承受870℃以下反复加热；冲压折弯件、输送管道、容器和结构件。
2）316L：新牌号022Cr17Ni12Mo2、旧牌号00Cr17Ni14Mo2、ISO 标准X2CrNiMo17-12-2；使用温度≤1000℃；高温具有优良的蠕变强度，作热交换用部件，高温耐蚀螺栓；耐晶间腐蚀，可做耐海水腐蚀设备。
3）310S：新牌号06Cr25Ni20、旧牌号0Cr25N20、ISO标准X12CrNi23-12；空气中使用温度≤1150℃，可承受1035℃以下反复加热；燃烧炉用材料、汽车排气净化装置。
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。
第五章 耐热钢
3Fe 4H 2O Fe3O4 4H 2
• 耐热钢
（a）
（b）
图5-11 20钢水冷壁管氢脆爆管的宏观及微观组织
(二)烟气腐蚀
•
• 耐热钢
燃烧含硫高的燃料时，在烟气中生成较多的，当烟气在锅炉的尾部受热面(省煤器、 空气预热器)冷却到一定温度(通常称“露点”)时，烟气中的水蒸气开始凝结并与 SO2结合成硫酸溶液，将使受热面管子受到严重的腐蚀损坏。烟气腐蚀又称为“硫 腐蚀”。
1 10 % V h
•蠕变极限就相应写成 110 或
-5 -4
4
1 105 % V h
t 110 。有时也以 10
-5
或
t蠕变极限，单位是MPa。
• 另一种方法是以一定的工作温度下，规定的工作时间内，钢材发生一定的 总变形量时的应力值来表示。热力设备零部件用钢中规定工作时间为h(约 t 12a)，总变形量1％蠕变极限就写成 。有时也以 表示在 t 110－5 1 105 温度t时的蠕变极限。
(一)蒸汽腐蚀
锅炉受热面管子，特别是锅炉的过热器管易产生“蒸汽腐蚀”，其化学反应如下： 产生蒸汽腐蚀后所生成的氢汽，如果不能较快地被汽流带走．还将与钢材作用，便钢 材表面脱碳并使钢材变脆．所以有时也把蒸汽腐蚀叫做“氢腐蚀”或“氢脆”。 蒸汽腐蚀实质上是个氧化过程，一日生成了的氧化铁之后，这种氧化物没有金属的特 性，很容易脱落，俗称“铁锈”。 严重的氢脆将会引起锅炉管壁的爆破，左图即为20号钢水冷壁管因氢脆爆管的实物照 片。对破口附近内壁表面检查时，发现有许多裂纹。对破口附近的组织进行分析时， 可以看出这些裂纹均是沿晶产生并扩展的，在氢脆裂纹所经过的珠光体边缘，可见到 有脱碳现象存在，如右图所示。
部分耐热钢的适用温度范围及其主要用途
类别
钢号
适用温度范围及其主要用途
铁素体型
00Cr12
抗氧化温度600~700℃，用做高温、高压阀体、燃烧器
0Cr13Al
适用温度范围700~800℃，燃汽轮机压缩机叶片
1Cr17
在900℃以下温度抗氧化，用做炉用高温部件、喷嘴
马氏体型
1Cr12
在600~700℃温度范围内具有一定的抗氧化性和较高的高温强度，可用于汽轮机叶片、喷嘴、锅炉燃烧器阀门的高温部件
沉淀硬化型
0Cr17Ni7Al
工作温度550℃以下的高温承载部件
0Cr23Ni13
抗氧化温度直至980℃，用于燃烧器火管、汽轮机叶片，加热炉体，甲烷变换装置，高温分离装置
0Cr25Ni20
抗氧化温度直至1035℃，用于加热炉部件；工作温度950℃以下的输气系统部件
0Cr17Ni12Mo2
0Cr19Ni13Mo2
抗氧化、炉用管件
1Cr13
抗氧化温度700~800℃，其用途与1Cr12钢相同
奥氏体型
0Cr18Ni9
1Cr18Ni9Ti
抗氧化温度870℃以下，可用做锅炉受热面管子、加热炉零件、热交换器、马弗炉、转炉、喷嘴
0Cr18Ni10Ti
0Cr18Ni11Nb
在400~900℃温度范围内抗高温腐蚀氧化，可用于工作温度850℃以下的管件
各种耐热钢不锈钢的特性和用途
各种耐热钢不锈钢的特性和用途钢号特性用途奥氏体钢30117Cr-7Ni-低碳与304钢相比，Cr、Ni含量少，冷加工时抗拉强度和硬度增高，无磁性，但冷加工后有磁性。
列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网301L17Cr-7Ni-0.1N-低碳是在301钢基础上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蚀性；通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足，保证钢的强度。
铁道车辆构架及外部装饰材料30418Cr-8Ni作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196℃~800℃）。
家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件304L18Cr-8Ni-低碳作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304刚相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196℃~800℃。
应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难的零件304Cu13Cr-7.7Ni-2Cu因添加Cu其成型性，特别是拔丝性和抗时效裂纹性好，故可进行复杂形状的产品成形；其耐腐蚀性与304相同。
保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。
304N118Cr-8Ni-N在304钢的基础上，减少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高强度，减少钢材厚度。
构件、路灯、贮水罐、水管304N218Cr-8Ni-N与304相比，添加了N、Nb，为结构件用的高强度钢。
构件、路灯、贮水罐31618Cr-12Ni-2.5Mo因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。
海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母316L18Cr-12Ni-2.5Mo低碳作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。
耐热钢棒GB1221-92一
耐热钢棒GB 1221-92一1 用途类型牌号特性和用途5Cr21Mn9Ni4N 以经受高温强度为主的汽油及柴油机用排气阀2Cr23Ni13 承受980及复加热的抗氧化钢用于加热炉部件重油燃烧器2Cr21Ni12N 以抗氧化为主的汽油及柴油机用排气阀2Cr23Ni13 承受980以下反复加热的抗氧化钢用于加热炉部件重油燃烧器2Cr25Ni20 承受1035以下反复加热的抗氧化钢炉用部件喷嘴燃烧室1Cr16Ni35 抗渗碳氮化性大的钢种1035以下反复加热炉用钢料石油裂解装置0Cr15Ni25Ti2MoAlVB 耐700高温的汽轮机转子螺栓叶片轴0Cr19Ni9 通用耐氧化钢可承受870以下反复加热0cr23Ni13 比0Cr19Ni9耐氧化性好可承受980以下反复加热炉用材料0Cr25Ni20 比0Cr23Ni13抗氧化性好可承受1035加热炉用材料和汽车净化装置用材料0Cr17Ni12Mo2 高温具有优良的蠕变强度作热交换用部件高温耐蚀类螺栓4Cr14Ni14W2Mo 有较高的热强性用于内燃机重负荷排队气阀3Cr18Mn12Si2N 有较高的高温强度和一定的抗氧化性并且有较好的抗硫及抗增碳性用于吊挂支架渗碳炉构件加热炉传送带料盘炉爪2Cr20Mn9Ni2Si2N 特性和用途同3Cr18Mn12Si2N 还可用作盐浴坩埚和加热炉管道等0Cr19Ni13Mo3 高温具有良好的蠕变强度作热交换用部件1Cr18Ni9Ti 有良好的耐热及抗腐蚀性作加热炉管燃烧室筒体退火炉罩0Cr18Ni10Ti 用在400-900腐蚀条件下使用的部件高温用焊接结构部件0Cr18Ni11Nb 用在400-900腐蚀条件下使用的部件高温用焊接结构部件 0Cr18Ni13Si4具有与0cr25Ni20相当的抗氧化性适于汽车排气净化装置用材料奥 氏 体 型1Cr20Ni14Si2 1Cr25Ni20Si2 具有较高的高温强度及抗氧化性对含硫气氛较敏感在600-800有析出相的脆化倾向适地制作承受应力的各种炉用构件用途类型牌号特性和用途2Cr25N 耐高温腐蚀性强1082以下不产生易剥落的氧化皮用于燃烧室0Cr13Al 由于冷却硬化少作燃气透平压缩机叶片退火箱淬火台架00Cr12 耐高温氧化作要求焊接的部件汽车排气阀净化装置锅炉燃烧室喷嘴铁 素 体 型1Cr17 作900以下耐氧化部件散热架炉用部件喷油嘴1Cr15Mo 能抗石油裂化过程中产生的腐蚀作再热蒸汽管石油裂解管锅炉吊架蒸汽轮机气缸衬套泵的零件阀活塞杆高压加氢设备部件紧固件4Cr9Si2 有较高的热强性作内燃机进气阀轻负荷发动机的排气阀4Cr10Si2Mo 有较高的热强性作内燃机进气阀轻负荷发动机的排气阀8Cr20si2Ni 作耐磨性为主的吸气排气阀阀座1Cr11MoV 有较高的热强性良好的减震性及组织稳定性用于透平叶片及导向叶片1Cr12Mo 作蒸汽机叶片 2Cr12MoVNbN 作汽轮机叶片盘叶轮轴螺栓1Cr12WmoV 有较高的热强性良好的减震性及组织稳定性用于透平叶片紧件转子及轮盘2Cr12NiMoWV 作高温结构部件汽轮机叶片盘叶轮轴螺栓1Cr13 作800以下耐氧化用部件1Cr13Mo 作汽轮机叶片高温高压蒸汽用机械部件2Cr13 淬火状态下硬度高耐蚀性良好用于汽轮机叶片1Cr17Ni2 作具有较高程度的耐硝酸及有机酸腐蚀的零件容器和设备马 氏 体 型 1Cr11Ni2W2MoV 具有良好的韧性和抗氧化性能用于抗氧化部件0Cr17Ni4Cu4Nb作燃气透平压缩机叶片燃气透平发动机绝缘材料沉硬化淀型0Cr17Ni7Al作高温弹簧膜片固定器波纹管2 规格 2.1分类按使用加工方法分为压力加工用钢热压力加工顶锻及冷拔坯料和切削加工用钢两类应在合同中注明否则按切削加工用钢供应2.2钢棒按组织特征分为奥氏体型铁素体型马氏体型和沉淀硬化型四类。
耐热钢热处理
耐热钢热处理
耐热钢热处理
一、热处理温度：
耐热钢的热处理温度，一般应根据其特定应用环境及机械性能时，决定其最佳热处理工艺。
一般来说，耐热钢的热处理温度介于850～900℃之间，其中，850℃以下的适用于低温耐热钢，900℃以上的适
用于高温耐热钢，850～900℃一般用于中温耐热钢。
二、热处理技术：
（1）回火热处理：
回火热处理是一种常见的热处理技术，其主要目的是提高耐热钢的硬度，同时通常也会改善其机械性能，降低材料的抗拉强度和断裂伸长率。
（2）淬火热处理：
淬火热处理是一种可以改善耐热钢机械性能的常见热处理技术，其主要目的是提高材料的抗拉强度和断裂伸长率，同时也能够改善耐热钢的耐蠕变性能。
（3）正火热处理：
正火热处理是一种热处理技术，其主要用于改善耐热钢的抗拉强度和断裂伸长率，同时也可以改善其耐蠕变性能。
三、热处理后的处理要求：
热处理后，耐热钢应尽量在最短的时间内完成退火处理，退火处理可以消除热处理过程中产生的应力，消除残留应力以及改善耐热钢
的组织结构，确保耐热钢的使用性能和延展性。
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耐热钢的使用温度和特性[关闭] 各钢种最高使用温度及特性、用途举例牌号（原牌号）最高使用温度℃特性及用途举例ZG40Cr9Si2 800高温强度低，抗氧化最高至800℃，长期工作的受载件的工作温度低于700℃，用户坩埚、炉门、底板等构件ZG30Cr18Mn12Si2N 950高温强度和抗疲劳性较好，用于炉罐、炉底板、料筐、传送带导轨、支承架吊架等炉用构件ZG35Cr24Ni7SiN 1100抗氧化性好，用于炉罐。
通凤机叶片，热滑轨、炉底板、玻璃、水泥窑以及陶瓷窑构件ZG20Cr26Ni5 (ZG3Cr26Ni5) 1050承载情况下使用温度可达650℃，轻负荷时可达1050℃—870℃之间易析出σ相，可用于矿石焙烧炉，也可用于不需要高温强度的高硫环境下工作炉用构件ZG30Cr20Ni10 (ZG3Cr20Ni10) 900基本不形成σ相，可用于炼油厂加热炉、水泥干燥窑矿石焙烧炉和热处理炉构件ZG35Cr26Ni12 1100高温强度高，抗氧化性能好。
在规格范围内调整其成分，可使组织内含有一些铁素体，也可为单相奥氏体。
能广泛地用于多种炉子结构，但不宜用于温度急变的场合ZG35Cr28Ni16 1150 高温强度高抗氧化性能。
用途同ZG40Cr25Ni20ZG40Cr25Ni20 (ZG4Cr25Ni20) 1150具有较高地的蠕变和持久强度，抗高温气体腐蚀能力强，常用作炉矿，辐射管，钢坯滑板，热处理炉炉矿，管支架，制氢转化管，乙烯裂介管ZG40Cr30Ni20 (ZG4Cr30Ni20) 1150在高温含硫气体中耐腐蚀性好，用于气体分离装置、焙烧炉衬板ZG35Ni24Cr18Si2 1100 用于加热炉传送带、螺杆、紧固件等高温承载件ZG30Cr35Ni15 (ZG3Cr35Ni15) 1150抗热疲劳性好，用于渗碳炉构件、热处理炉板、导轨、轮子、蒸馏器、辐射管、玻璃扎昆、搪瓷窑构件以及周期加热的紧固件ZG45Ni35Cr26 1150抗氧化及抗渗碳性好，高温强度高，用于乙烯裂介管、辐射管、弯管、接头、管支架、炉昆以及热处理用夹具等ZG40Cr22Ni4N(ZG4Cr22Ni4N)——用于1000℃以上炉用件ZG30Cr25Ni20(ZG3Cr25Ni20)——用于1000℃以上炉用件ZG20Cr20Mn9Ni2SiN(ZG20Cr20Mn9Ni2Si2N)——用于连铸机吊架等ZG08Cr18Ni12Mo2Ti(ZG0Cr18Ni12Mo2Ti)——用于连铸机另件电炉用热电偶类型及参数[关闭]电炉用热电偶类型及参数电炉常用热电偶的材料要求1.耐高温--热电偶的测温范围主要取决于热电极的高温性能，也就是说，在高温介质中，热电极的物理化学性能越稳定，则由它组成的热电偶的测温范围就越宽。
2.再显性好--用相同的两种热电极材料的热电偶，要求它们的电热性能相而而稳定，这样能使热电偶成批生产，并有很好的互换性；3.灵敏度高，线性好--要求电偶所产生的温差热电势足够大，并与温度呈线性关系；4.要求热电有为材料除能满足上述几点要求外，并希望它的电阻系数和电阻温度系数尽可能地小，且其价格便宜、货源充足。
电炉用热电偶，使用时应根据要求进行合理选择。
目前常用的热电偶有以下几种：[1)铂铑／铂热电偶——其分度号为S，正极是90％铂和10％铑的合金，负极为纯铂丝。
这种热电偶的优点是能容易制备纯度极高的铂铑合金，因此便于复制，且测温精度高，可作为国际实用温标中630.74—1064.43℃范围内的基准热电偶。
其物理化学稳定性高，宜在氧化性和中性气氛中使用；它的熔点较高，故测温上限亦高。
在工业测量中一般用它测量1000℃以上的温度，在1300℃以下可长期连续使用，短期测温可达1600℃。
铂铑／铂热电偶的缺点是价格昂贵，热电势小，在还原性气体、金属蒸气、金属氧化物及氧化硅和氧化硫等气氛中使用时会很快受到沾污而变质，故在这些气氛中使用它他须加保护套管，另外，这种热电偶的热电性能的非线性较大，在高温下其热电极会升华，使铑分子渗透到铂极中去沾污它，导致热电势不稳定。
[2]镍铬／镍硅热电偶——其分度号为K，正极成分是9—10％铬、0.4％硅，其余为镍，负极成分为2.5—3％硅，＜0.6％铬，其余为镍。
这类热电偶的优点是有较强的抗氧化性和抗腐蚀性，其他学稳定性好，热电势较大，热电势与温度问的线性关系好，其热电极材料的价格便宜，可在1000℃以下长期连续使用，短期测温可达1300℃。
镍铬／镍硅热电偶的缺点是在500℃以上的温度中和在还原性介质中，以及在硫及化物气氛中使用时很容易被腐蚀，所以，在这些气氛中工作时必须加保护套管，另化它的测温精度也低于铂铑／铂热电偶。
[3]镍铬／考铜热电偶——文分度号为E，正极镍铬成分为9—10％铬，0．4％硅，其余为镍；负极考铜万分为56％铜和44％镍。
镍铬／考铜热电偶的最大优点是热电势大，价格便宜。
这种热电偶的缺点是不能用来测高温，其测温上限为800℃，长期使用时，只限600℃以下，另外，由于考铜合金易受氧化而变质，使用时必须加装保护套管。
[4]铂铑30／铂铑6热电偶——简称为双铂铑热电偶，分度号为B。
该热电偶的正负极都是铂铑合金，仅仅是合金含量比例不同而巳，正极含铑30%，负极含铑为6%，双铂铑热电偶的抗沾污能力强，在测温1800℃温度时仍有很好的稳定性。
其测温精度较高，适用于氧化性、中性介质，可以长期连续测量1400—1600℃的高温，短期测量可达1800℃。
双铂铑热电偶的灵敏度较低，使用时应配灵敏度较高的显示仪表。
在室温时温度对热电势的影响极小，故使用时一般不需要进行温度补偿。
[5]铜 /康铜热电偶--其分度号为T，正极为铜，负极为60%铜/40%镍的合金。
其优点是测温灵敏度较高，热电极容易复制，价格便宜，低温性能好，可测量—200℃低温。
但其成分铜易氧化，因此一般测温上限不超过300℃。
如何提高燃料炉的炉温均匀性[关闭] 一:采用新型燃烧装置采用高速调温烧嘴替代原先的低速烧嘴.高速烧嘴是燃料与助燃空气在燃烧室内基本实现完全燃烧,燃烧后的高温气体一100-300m/s的速度喷出,从而强化对流传热,促进炉内气流循环,达到均匀炉温的目的.另外通过渗入二次空气使出口燃烧气体温度降到与工件加热温度想接近,可实现烟气温度的调节,对提高加热质量和节约燃料有显著作用.二:控制炉内压力当炉内压力为负值时,例如炉内压力为-10Pa,即可产生2.9m/s的吸入风速,此时将有炉口及其它不严密处吸入大量冷空气,导致离炉烟气带走的热损失增加.当炉内压力为正值时,高温烟气将逸出炉外,同样导致烟气带走的热损失.三:提高自动化控制程度加热工艺不当常产生的缺陷[关闭]加热不当所产生的缺陷可分为：①由于介质影响使坯料外层组织化学状态变化而引起的缺陷，如氧化、脱碳、增碳和渗硫、渗铜等。
②由内部组织结构的异常变化引起的缺陷，如过热、过烧和未热透等。
③由于温度在坯料内部分布不均，引起内应力（如温度应力、组织应力）过大而产生的坯料开裂等。
1.脱碳脱碳是指金属在高温下表层的碳被氧化，使得表层的含碳量较内部有明显降低的现象。
脱碳层的深度与钢的成分、炉气的成分、温度和在此温度下的保温时间有关。
采用氧化性气氛加热易发生脱碳，高碳钢易脱碳，含硅量多的钢也易脱碳。
脱碳使零件的强度和疲劳性能下降，磨损抗力减弱。
2.增碳经油炉加热的锻件，常常在表面或部分表面发生增碳现象。
有时增碳层厚度达1.5～1.6mm，增碳层的含碳量达1％（质量分数）左右，局部点含碳量甚至超过2％（质量分数），出现莱氏体组织。
这主要是在油炉加热的情况下，当坯料的位置靠近油炉喷嘴或者就在两个喷嘴交叉喷射燃油的区域内时，由于油和空气混合得不太好，因而燃烧不完全，结果在坯料的表面形成还原性的渗碳气氛，从而产生表面增碳的效果。
增碳使锻件的机械加工性能变坏，切削时易打刀。
3.过热过热是指金属坯料的加热温度过高，或在规定的锻造与热处理温度范围内停留时间太长，或由于热效应使温升过高而引起的晶粒粗大现象。
碳钢（亚共析或过共析钢）过热之后往往出现魏氏组织。
马氏体钢过热之后，往往出现晶内织构，工模具钢往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织。
钛合金过热后，出现明显的β相晶界和平直细长的魏氏组织。
合金钢过热后的断口会出现石状断口或条状断口。
过热组织，由于晶粒粗大，将引起力学性能降低，尤其是冲击韧度。
一般过热的结构钢经过正常热处理（正火、淬火）之后，组织可以改善，性能也随之恢复，这种过热常被称之为不稳定过热；而合金结构钢的严重过热经一般的正火（包括高温正火）、退火或淬火处理后，过热组织不能完全消除，这种过热常被称之为稳定过热。
4.过烧过烧是指金属坯料的加热温度过高或在高温加热区停留时间过长，炉中的氧及其它氧化性气体渗透到金属晶粒间的空隙，并与铁、硫、碳等氧化，形成了易熔的氧化物的共晶体，破坏了晶粒间的联系，使材料的塑性急剧降低。
过烧严重的金属，撤粗时轻轻一击就裂，拔长时将在过烧处出现横向裂纹。
过烧与过热没有严格的温度界线。
一般以晶粒出现氧化及熔化为特征来判断过烧。
对碳钢来说，过烧时晶界熔化、严重氧化工模具钢（高速钢、Cr12型钢等）过烧时，晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体。
铝合金过烧时出现晶界熔化三角区和复熔球等。
锻件过烧后，往往无法挽救，只好报废。
5.加热裂纹在加热截面尺寸大的大钢锭和导热性差的高合金钢和高温合金坯料时，如果低温阶段加热速度过快，则坯料因内外温差较大而产生很大的热应力。
加之此时坯料由于温度低而塑性较差，若热应力的数值超过坯料的强度极限，就会产生由中心向四周呈辐射状的加热裂纹，使整个断面裂开。
6.铜脆铜脆在锻件表面上呈龟裂状。
高倍观察时，有淡黄色的铜（或铜的固溶体）沿晶界分布。
坯料加热时，如炉内残存氧化铜屑，在高温下氧化钢还原为自由铜，熔融的钢原子沿奥氏体晶界扩展，削弱了晶粒间的联系。
另外，钢中含铜量较高[＞2％（质量分数）]时，如在氧化性气氛中加热，在氧化铁皮下形成富铜层，也引起钢脆。
退火与正火[关闭]1. 钢的退火将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。
钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。
退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。
所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。
2. 钢的正火正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。
它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。