金属材料学第6章 耐热钢
耐热钢密度
耐热钢密度密度的概念密度是物质单位体积的质量，用于描述物质的紧密程度。
在工程领域中，密度是一个重要的物性参数，对于耐热钢这样的特殊材料来说，密度也是一个关键指标。
耐热钢的定义和应用耐热钢是一种具有良好抗高温性能的特种钢材。
它通常用于制造高温设备和零件，例如锅炉、汽轮机、化工设备等。
耐热钢能够在高温环境下保持较好的力学性能和抗氧化性能，因此被广泛应用于各个行业。
耐热钢密度的重要性耐热钢密度是评估其质量和性能的重要指标之一。
通过了解耐热钢的密度，可以更好地了解其结构紧密程度、化学成分以及力学性能等方面。
同时，在设计和制造高温设备时，对材料的选择也需要考虑到其密度，以确保设备具有足够的强度和稳定性。
耐热钢密度与材料性能的关系耐热钢密度与其它物理性能，如力学性能、热膨胀系数等之间存在一定的关系。
一般来说，密度较高的耐热钢具有更好的力学性能和更低的热膨胀系数。
这是因为高密度意味着原子之间的相互作用更强，结构更加紧密，从而提高了材料的强度和稳定性。
耐热钢密度测试方法测量耐热钢密度的常用方法包括水排法和气排法。
水排法水排法是一种常见且简便的测量方法。
具体步骤如下：1.准备一个装有水的容器，并称重记录容器质量。
2.将待测的耐热钢样品完全浸入水中，并记录样品质量。
3.根据样品质量和容器质量计算出样品体积。
4.根据样品质量和体积计算出样品密度。
气排法气排法是另一种常用的测量方法，适用于较大尺寸和不易溶于水的样品。
具体步骤如下：1.准备一个密闭的容器，并称重记录容器质量。
2.将待测的耐热钢样品放入容器中，确保容器完全密封。
3.通过压缩空气将容器内的气体逐渐排出，并记录排出的气体体积。
4.根据样品质量和排出的气体体积计算出样品密度。
耐热钢密度的典型数值耐热钢密度因材料成分和制造工艺不同而有所差异，下面是一些常见耐热钢材料的密度范围：•铸造耐热钢：6.8~7.8 g/cm³•锻造耐热钢：7.2~7.8 g/cm³需要注意的是，这只是一些典型数值，具体的密度取决于材料配方和工艺参数等因素。
金属材料学简答题
简答1．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在a-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu。
能在a-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在γ-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni2．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？答：（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素。
分为两类：a、开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶；b、扩大γ相区：有C，N，Cu等。
如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。
（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。
一般为铁素体形成元素。
分为两类:a、封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。
如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb；b、缩小γ相区：Zr，Nb，Ta，B，S，Ce 等。
（3）生产中的意义：可以利用M扩大和缩小γ相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛。
3．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。
答：答：1、改变了奥氏体区的位置；2、改变了共晶温度：（l）扩大γ相区的元素使A1，A3下降；(2)缩小γ相区的元素使A1，A3升高。
当Mo>8.2%, W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%，γ相区消失。
3、改变了共析含碳量：所有合金元素均使S点左移。
4．合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
答：答：基本类型：MC型；M2C型；M23C6型；M7C3型；M3C型；M6C型；（强K形成元素形成的K比较稳定，其顺序为：Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe）各种K相对稳定性如下：MC→M2C→M6C→M23C6→M7C3→M3C（高-------------------------低）5．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。
金属材料学(复习题及答案)
金属材料学复习题及答案（1-32题）1.解释下列名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。
合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相奥氏体：碳溶于ɣ-Fe中形成的固溶体淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的能力，是钢本身固有的一个属性淬硬性：在理想淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。
这种硬化现象，称为二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和（或）由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2.合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用3.指出Fe-C相图中Ac1、Ac3、ACcm、Ar1、Ar3、Arcm各相变点的意义。
答：Ac1：加热时，P向A转变的开始温度；Ac3：加热时，先共析F全部转为A的终了温度ACcm：加热时，Fe3CⅡ全部融入A的终了温度Ar1：冷却时，A向P转变的开始温度Ar3：冷却时，A开始析出先共析F的温度Arcm：冷却时，A开始析出Fe3CⅡ的温度5.指出下列铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。
（1）wc=0.45%钢制小轴（要求综合力学性能好）；（2）wc=0.60%钢制弹簧；（3）wc=1.2%钢制锉刀。
答：(1).45钢小轴,840度淬火，回火温度调质 500-600，布氏250左右，回火索氏体(2)60弹簧钢，820度淬火，回火温度380-420，硬度40-45HRC，回火托氏体(3)T12钢锉刀，780-800度淬火，回火温度160-180，硬度60-60HRC，回火马氏体6.现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进行何种热处理？并比较经热处理后组织和性能上有何不同？答：低碳钢进行的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火表面组织为：回火M+碳化物中碳钢进行的热处理工艺：调质处理+表面淬火+低温回火组织为：回火M7.试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。
金属工艺第5-7章答案
作业第六章钢的热处理一、名词解释1、钢的热处理—是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以获得预期的组织结构与性能的工艺。
2、等温冷却转变—工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间等温保持时，过冷奥氏体发生的相变。
3、连续冷却转变—工件奥氏体化后，以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生的相变。
4、马氏体—碳或合金元素在α—Fe中的过饱和固溶体。
5、退火—将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
6、正火—工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。
7、淬火—工件加热奥氏体化后，以适当方式冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。
8、回火—工件淬硬后，加热到Ac1以下的某一温度，保持一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
9、表面热处理—为了改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。
10、真空热处理—在低于一个大气压（10-1～10-3Pa）的环境中加热的热处理工艺。
11、渗碳—为了提高工件表面碳的质量分数，并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。
12、渗氮—在一定温度下，与一定介质中，使氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。
二、填空题1、整体热处理分为退火、正火、淬火和回火等。
2、表面淬火的方法有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、接触电阻加热表面淬火、电解液表面淬火等。
3、化学热处理包括渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗硼等。
4、热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。
5、共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有： P(珠光体) 、 S(索氏体) 和 T(托氏体) 。
6、贝氏体分上贝氏体和下贝氏体两种。
7、淬火方法有：单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火等。
8、常用的退火方法有：完全退火、球化退火和去应力退火等。
9、常用的冷却介质有油、水、空气等。
10、常见的淬火缺陷有过热与过烧、氧化与脱碳、硬度不足与软点、变形与开裂等11、感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为高频感应加热、中频感应加热和工频感应加热三种。
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℃
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。
金属材料工程专业方向及课程介绍
特种铸造——刘振亭
第一章 熔模铸造 第二章 金属型铸造 第三章 压力铸造 第四章 离心铸造 第五章 其它特种铸造方法
➢§5-1陶瓷型铸造 ➢§5-2低压铸造 ➢§5-3液体金属冲压 ➢§5-4连续铸造 ➢§5-5真空吸铸
焊接工艺学——王喜锋
第1章 焊接电弧 第2章 焊丝的熔化和熔滴过渡 第3章 母材的熔化和焊缝成形 第4章 电弧焊自动控制基础 第5章 埋弧焊 第6章 钨极情性气体保护焊（TIG） 第7章 熔化极氩弧焊（MIG、MAG） 第8章 CO2气体保护电弧焊 第9章 等离子弧焊接与喷涂 第10章 电渣焊 第11章 高能束流焊
复合材料——张文兴
第1章：总论 第2章：复合材料增强体 第3章：聚合物基复合材料 第4章：金属基复合材料 5 陶瓷基复合材料 6 水泥基复合材料 7 碳／碳复合材料
陶瓷工艺学——刘秀兰
第一篇 第一章 第二章 第三章 第二篇 第一章 第二章 第三章 第三篇 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
特种陶瓷生产工艺原理 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 特种陶瓷成型方法 特种陶瓷的烧结 高温结构陶瓷 氧化物陶瓷 非氧化物陶瓷 复合材料 功能陶瓷 电介质陶瓷 铁电陶瓷 敏感陶瓷 导电陶瓷 超导陶瓷 磁性陶瓷 陶瓷的金属化与封接
粉末冶金——罗铁钢
第一章 粉末的制取 第二章 粉末性能及其测定 第三章 成形 第四章 特殊成形 第五章 烧结 第六章 粉末锻造 第七章 粉末材料的孔隙性能与复合的材料的强韧化
热处理工艺——上官晓峰
第一章 金属的加热 第二章 退火和正火 第三章 钢的淬火及回火 第四章 钢的表面淬火 第五章 金属的化学热处理 第六章 热处理工艺设计
近代表面工程技术——夏峰
第一章 绪论 第二章 固体表面的物理化学特征 第三章 表面摩擦与磨损 第四章 表面腐蚀基本理论 第五章 电镀和化学镀 第六章 化学转化膜 第七章 表面涂敷技术 第八章 表面改性技术 第九章 气相沉积技术 第十章 表面微细加工技术 第十一章 表面复合处理技术 第十二章 表面分析测试技术
金属材料学复习思考题2016.5
金属材料学复习思考题（2016.05）第一章钢的合金化原理1-1名词解释（1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性1-2 合金元素中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-3简述合金元素对Fe-Fe31-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业）1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业）1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业）1-8 V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。
1-9合金元素对马氏体转变有何影响？1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业）1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业）1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业）1-15 40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。
（作业）1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）第二章工程结构钢2-1为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%~2.0%的Mn？（作业）2-2试述碳及合金元素在低合金高强度工程结构钢中的作用，为什么考虑采用低碳？提高低合金高强度结构钢强韧性的途径是什么？2-3什么是微合金化钢？微合金化元素在微合金钢中的主要作用有哪些？2-4 V、Nb、Ti这三种微合金元素在低碳（微）合金工程结构钢中，作用有何不同？（作业）2-5针状铁素体钢的合金化、组织和性能特点？2-6低碳贝氏体钢的合金化有何特点？2-7汽车工业用的高强度低合金双相钢，其成分、组织和性能特点是什么？（作业）第三章机械制造结构钢3-1名词解释：1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理3-2 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面的异同何在？3-3弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量？为什么弹簧钢中碳含量一般在0.5%~0.75%之间？3-4GCr15钢用作滚动轴承钢时，其中的碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？对该钢的基本要求如何？该钢的碳化物不均匀性体现在哪几方面？有何危害，如何这种不均匀性？其预备热处理和最终热处理分别是什么？作用何在？（作业）3-5说明20Mn2钢渗碳后无法直接淬火的原因？高淬透性渗碳钢18Cr2Ni4W的常用热处理工艺（渗碳加淬火回火）有何特点？如何理解？（作业）3-6合金元素对渗碳钢和氮化钢的作用主要体现在哪几方面？Al对氮化钢的作用何在？3-7 钢的切削加工性与材料的组织和硬度之间有什么关系？为获得良好的切削性，中碳钢和高碳钢各自应经过怎样的热处理，得到什么样的金相组织？为什么直径25mm的40CrNiMo钢棒料，经过正火后难以切削？如何经济有效地改善其切削加工性能？3-8 高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？在何种情况下具有高耐磨性能？为什么ZGMn13型高锰钢在淬火时能得到全部的奥氏体组织，而缓冷却得到了大量的马氏体？（作业）3-9为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标？（作业）3-10 用低淬透性钢制作中、小模数的中、高频感应加热淬火齿轮有什么优点？（作业）3-11 某精密镗床主轴采用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮镗床主轴采用20CrMnTi钢制造，某普通车床主轴选用40Cr钢。
工程材料的成分、组织、性能、选材、工艺与应用
材料学绪论一、本课程的性质一门研究材料的化学成分，加工工艺，组织、性能及应用几者之间的内在联系，分析如何运用材料科学的基础知识解决各实际问题的综合性，实践性极强的专业课。
二、本课程的目的使学生掌握如下能力：1、对各类工件所用材料进行合理选材和制定正确的热处理工艺（或其它加工工艺），以满足其使用要求。
2、解决工件加工和使用中出现的各类早期失效问题。
3、从事新材料、新工艺的开发和研制的初步能力。
三、工程材料定义工程材料（结构材料）：用来制备在工作环境下承受载荷的工件的材料。
四、参考书工程材料朱张校清华大学出版社金属材料学王笑天机械工业出版社复合材料（二十一世纪新材料丛书）吴人洁天津大学出版社第一章钢的合金化基础一、合金元素（Me）的定义碳钢（碳素钢）：Fe+C+杂质元素（S、P、Si、Mn、O、H、N……）合金钢：Fe+C+合金元素（Me）+杂质元素合金元素：以改善钢的工艺性能和使用性能为目的，人为添加到钢中的元素。
锰（Mn）铬（Cr）钼（Mo）钨（W）钒（V）铌（Nb）钛（Ti）镍（Ni）铜（Cu）钴（Co）硅（Si）硼（B）氮（N）铝（AL）稀土（RE）杂质元素：混入钢中的元素硫（S）磷（P）硅（Si）锰（Mn）氧（O）氢（H）氮（N）二、合金元素的分类及性质1、分类a、按是否形成碳化物（c’）分为：（1）碳化物（c’）形成元素：弱碳化物形成元素，Mn——Mn3C（固溶态）；强碳化物形成元素（Me强）Cr、Mo、W、V、Nb、Ti，其中：Cr、Mo、W（部分固溶态，部分化合态），V、Nb、Ti（化合态）。
（2）非碳化物形成元素：Ni、Si、Al、B、Cu、Co、RE（固溶态）b、按对Fe-Fe3C相图各区的影响不同分为：（1）扩大F区元素（固溶态）：Cr、Mo、W、V、Nb、Ti、Al、Si（提高A1、A3，使S点左移）。
（2）扩大A区元素：Ni、Cu、Mn、C、N（降低A自由能（G A），增加A 稳定性）。
耐热钢和耐蚀钢
第六章 耐热钢和耐蚀钢石油化工行业中由于材料经常在较高温度和有一定的腐蚀介质的环境下工作，所以常常使用耐热钢和耐蚀钢来制造。
第一节 耐热钢我们把能够在高温下工作的钢叫做耐热钢。
从耐热钢的工作环境来看，耐热钢应该具有两方面的性能，即高温化学稳定性和高温强度。
这样我们把在高温下能长期工作不致因介质侵蚀而破坏的钢叫做热稳定钢（抗氧化钢或耐热不起皮钢）；在高温下仍具有足够的强度不会大量变形或破断的钢叫做热强钢，热强钢在具有高温强度的同时又应具有抗氧化性。
一、对耐热钢的性能要求（一）金属的抗氧化性1、金属的氧化过程金属在高温下工作，最容易被氧化。
氧化是一种典型的化学腐蚀，具有化学腐蚀的一系列特征。
它是介质直接与金属接触而发生的化学反应。
在高温下，当O2、CO2、H2O及H2气体与纯净的钢的表面接触时，介质的分子首先被吸附在金属的表面并分解成原子，然后发生介质原子与金属原子的化合作用，首先是使钢脱碳，随后发生铁的氧化反应，其反应可用下列反应式表示：M + X ⇔ MX式中M表示金属原子，X表示非金属介质原子。
反应生成了相应的腐蚀产物，腐蚀产物根据其特点可以分为以下几类。
1）腐蚀产物是可挥发的气体，或者腐蚀产物是结构非常疏松的固态物质留在金属的表面。
这时，介质可以继续保持与金属表面的接触，使得腐蚀可以继续进行。
2）腐蚀产物是结构比较致密的固态物质，同时腐蚀产物可以完整地覆盖在金属的表面。
这样要使氧化过程能继续进行，金属离子和氧原子需要扩散通过腐蚀产物形成的覆盖层后才能发生反应，同时生成的产物使得覆盖层进一步增厚。
随着覆盖层的增厚，扩散越来越难于进行，氧化反应的速度也越慢。
这种覆盖层能够减慢氧化甚至阻碍氧化的进行，我们称为保护膜。
2、保护膜的性质与氧化速度金属的氧化速度与保护膜的性质有着密切的关系，我们把保护膜分为下面两类。
1）通过保护膜原子或离子可以继续扩散，随着保护膜的增厚，氧化速度是随时间变化的。
其氧化速度可表示为：dy dt k y y kt A //==+或者为2属于这类的金属有Fe、Co、Cu、Ni、Mn、Zr。
金属材料学复习思考题及答案
安徽工业大学材料学院金属材料学复习题一、必考题1、金属材料学的研究思路是什么？试举例说明。
答：使用条件→性能要求→组织结构→化学成分↑生产工艺举例略二、名词解释1、合金元素：添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的含量在一定范围内的化学元素。
（常用M来表示）2、微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在%左右（如B %，V %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这些化学元素称为微合金元素。
3、奥氏体形成元素：使A3温度下降，A4温度上升，扩大γ相区的合金元素4、铁素体形成元素：使A3温度上升，A4温度下降，缩小γ相区的合金元素。
5、原位析出：回火时碳化物形成元素在渗碳体中富集，当浓度超过溶解度后，合金渗碳体在原位转变为特殊碳化物。
6、离位析出：回火时直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随有渗碳体的溶解。
7、二次硬化：在含有Mo、W、V等较强碳化物形成元素含量较高的高合金钢淬火后回火，硬度不是随回火温度的升高而单调降低，而是在500－600℃回火时的硬度反而高于在较低温度下回火硬度的现象。
8、二次淬火：在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定，甚至加热到 500-600℃回火时仍不转变，而是在回火冷却时部分转变成马氏体，使钢的硬度提高的现象。
9、液析碳化物：钢液在凝固时产生严重枝晶偏析，使局部地区达到共晶成分。
当共晶液量很少时，产生离异共晶，粗大的共晶碳化物从共晶组织中离异出来，经轧制后被拉成条带状。
由于是由液态共晶反应形成的，故称液析碳化物。
10、网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）后缓慢冷却过程中，二次碳化物沿奥氏体晶界析出呈网状分布，称为网状碳化物。
11、水韧处理：将高锰钢加热到高温奥氏体区，使碳化物充分溶入奥氏体中，并在此温度迅速水冷，得到韧性好的单相奥氏体组织的工艺方式。
12、晶间腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。
《金属材料及热处理》课程标准
金属材料与热处理课程标准课程名称：金属材料与热处理课程性质：职业能力必修课学分：4计划学时：64＜理论56,实践8〕适用专业：机械设计与制造17.1〔一〕前言1.课程定位：本课程是机械类各专业一门重要的技术基础课.其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料与非金属材料的牌号等.是机械类各技术专业必须掌握的一门综合性应用技术基础课程.本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识,为学习专业理论,掌握专业技能打好基础.通过本课程的学习,应使学生达到下列基本要求：2.设计思路3.与前后课程的联系前续课程为《机械制图》,《高等数学》,后续课程包括《机械设计基础》、《互换性与技术测量》、《机械制造基础》；〔二〕课程目标1.总体目标2.具体目标＜1＞知识目标1〕了解金属学的基本知识；2〕掌握常用金属材料的牌号、性能与用途；3〕了解金属材料的组织结构与性能之间的关系；4〕了解热处理的一般原理与其工艺；5〕了解热处理工艺在实际生产中的应用；<2>能力目标1〕初步具有选用工程材料的能力；2〕初步具有在实际生产中应用热处理工艺的能力；<3>素质目标1〕培养学生具有创新精神和实践能力；2〕培养严谨的科学态度和良好的职业道德；3.学时分配（三）课程内容与要求绪论第一章•金属材料的性能:第二章常见金属的结构与结晶第四章二元合金第五章铁碳合金第六章钢的热处理第七章合金钢第八章特殊性能钢寻酒0B1S耳g酱曲逑□! > WU冈亘/imj可HawvHl*vHl*冈冈n>/g同®§=DrwvHl*游nnj>CXCf潯«烟B vHl*刪Illi =Drin夷i帝艸曲电［靠诺圉另彳》■甫巻丰乍常：皿d点潯«2«B斗删H曲因1.教材选用和编写建议〔1〕选用教材《金属材料与热处理》、机械工业、丁仁亮（2）参考教材[1]邓文英.金属工艺学:上册.第4版.:高等教育,2001.[2]刘世荣.金属学与热处理.:机械工业,1985.[3]戴枝荣.工程材料与机械制造基础-工程材料.:高等教育,1992.[4]陈培里.工程材料与热加工.:高等教育,2007.2.教学建议〔1〕本课程采用实物、教具、多媒体、仿真软件等形式辅助教学,突出感性认知,帮助学生理解.〔2〕根据课程的教学目标,应注重实践教学,在教学过程中,多联系实际生产需求,多去实训中心,加强对学生动手能力的培养.在实践教学中注重学生安全意识的培养,加强其职业素质的培养,提高学生的综合素质.3.教学考核评价建议结合课堂提问、学生作业、平时测绘、动手操作能力与考试情况,综合评价学生成绩.本课程考试成绩与平时成绩相结合.考试成绩占70%,平时成绩占30%.4.课程资源的开发与利用〔1〕常用课程资源的开发和利用挂图、幻灯片、投影仪、视听光盘、多媒体软件、仿真软件等,这些资源有利于次创设形象生动的工作情境,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握,建议加强常用课程资源的开发,建立多媒体课程资源的数据库.〔2〕积极开发和利用网络课程资源充分利用电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育和电子论坛等网上信息资源,使教学从单一媒体向多媒体转换,使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变,使学生从单独的学习向合作学习转变.。
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。
不锈钢和耐热钢_牌号及化学成分
不锈钢和耐热钢_牌号及化学成分不锈钢和耐热钢都是常用的金属材料，它们在工业制造、建筑和航空航天等领域有着广泛的应用。
本文将介绍不锈钢和耐热钢的牌号及化学成分，以及它们的特性和应用。
一、不锈钢的牌号及化学成分不锈钢是一种不易生锈、耐腐蚀的金属材料，因此它在制造厨具、化工设备、建筑材料等方面有着重要的应用。
不锈钢按照其化学成分的不同可以分为很多种不同的牌号，以下是常见的不锈钢牌号及其化学成分：1. 304不锈钢：主要成分为Cr（18-20%）、Ni（8-10%）、C（≤0.08%）、Mn（≤2%）、Si（≤1%）、P（≤0.045%）、S（≤0.03%）等。
2. 316不锈钢：主要成分为Cr（16-18%）、Ni（10-14%）、Mo（2-3%）、C（≤0.08%）、Mn（≤2%）、Si（≤1%）、P（≤0.045%）、S（≤0.03%）等。
3. 430不锈钢：主要成分为Cr（16-18%）、C（≤0.12%）、Mn （≤1%）、Si（≤1%）、P（≤0.04%）、S（≤0.03%）等。
4. 201不锈钢：主要成分为Cr（13-15%）、Ni（0.8-1.2%）、C （≤0.12%）、Mn（≤1%）、Si（≤0.75%）、P（≤0.06%）、S（≤0.03%）等。
以上是常见的几种不锈钢牌号及其化学成分，不同的不锈钢牌号在耐腐蚀性能、强度和加工性能方面有所不同，可以根据具体的使用要求来选择不同的牌号。
二、耐热钢的牌号及化学成分耐热钢是一种耐高温腐蚀的金属材料，通常用于制造高温工作的设备和零部件。
常见的耐热钢牌号及其化学成分如下：1. 1Cr13Al4耐热钢：主要成分为Cr（12-15%）、Al（4-6%）、Fe（余量）等。
2. 1Cr25Ni20Si2耐热钢：主要成分为Cr（24-26%）、Ni（19-21%）、Si（1.5-2.5%）、Fe（余量）等。
3. GH3039耐热钢：主要成分为Ni（39-41%）、Cr（19-21%）、Fe（余量）等。
金属材料学复习思考题2016.5
金属材料学复习思考题（2016.05）第一章钢的合金化原理1-1名词解释（1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性1-2 合金元素中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？1-3简述合金元素对Fe-Fe3C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业）1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业）1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业）1-8V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。
1-9合金元素对马氏体转变有何影响？1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业）1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业）1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业）1-1540Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。
（作业）1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）第二章工程结构钢2-1为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%~2.0%的Mn？（作业）2-2试述碳及合金元素在低合金高强度工程结构钢中的作用，为什么考虑采用低碳？提高低合金高强度结构钢强韧性的途径是什么？2-3什么是微合金化钢？微合金化元素在微合金钢中的主要作用有哪些？2-4 V、Nb、Ti这三种微合金元素在低碳（微）合金工程结构钢中，作用有何不同？（作业）2-5针状铁素体钢的合金化、组织和性能特点？2-6低碳贝氏体钢的合金化有何特点？2-7汽车工业用的高强度低合金双相钢，其成分、组织和性能特点是什么？（作业）第三章机械制造结构钢3-1名词解释：1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理3-2 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面的异同何在？3-3弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量？为什么弹簧钢中碳含量一般在0.5%~0.75%之间？3-4GCr15钢用作滚动轴承钢时，其中的碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？对该钢的基本要求如何？该钢的碳化物不均匀性体现在哪几方面？有何危害，如何这种不均匀性？其预备热处理和最终热处理分别是什么？作用何在？（作业）3-5说明20Mn2钢渗碳后无法直接淬火的原因？高淬透性渗碳钢18Cr2Ni4W的常用热处理工艺（渗碳加淬火回火）有何特点？如何理解？（作业）3-6合金元素对渗碳钢和氮化钢的作用主要体现在哪几方面？Al对氮化钢的作用何在？3-7 钢的切削加工性与材料的组织和硬度之间有什么关系？为获得良好的切削性，中碳钢和高碳钢各自应经过怎样的热处理，得到什么样的金相组织？为什么直径25mm的40CrNiMo钢棒料，经过正火后难以切削？如何经济有效地改善其切削加工性能？3-8 高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？在何种情况下具有高耐磨性能？为什么ZGMn13型高锰钢在淬火时能得到全部的奥氏体组织，而缓冷却得到了大量的马氏体？（作业）3-9为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标？（作业）3-10 用低淬透性钢制作中、小模数的中、高频感应加热淬火齿轮有什么优点？（作业）3-11 某精密镗床主轴采用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮镗床主轴采用20CrMnTi钢制造，某普通车床主轴选用40Cr钢。
从《金属材料学》(第3版)研究金属材料在室内家装设计中的应用
Vol.54No.2Feb.2021从《金属材料学》（第3版）研究金属材料衽室内家装设计中的应用（河南工学院，河南新乡453000）人类社会的发展和文明的进步与金属材料的不断变革有着密切的关系。
石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,这些时代发展中对于金属工具的铸造打磨，都可作为金属材料的实践应用,成为时代发展的重要表现。
现代技术的不断创新，使得金属材料也有了越来越多的种类和表现形式，已成为人类社会发展的重要物质基础。
金属材料在现代日常生活中得到越来越广泛的应用，其是以金属元素或以金属元素为主而构成的具有金属特性的材料的统称。
金属材料学是研究金属材料的专业学科，是金属材料工程、金属热加工等学科重要的专业基础课之一。
由袁志钟编著、化学工业出版社岀版的《金属材料学》（第3版）一书，作为材料科学专业的课程教材，具体阐述了关于金属材料的历史发展历程,并对金属零部件的寿命和使用情况作简要介绍,并进一步介绍了各类钢铁材料的形成原理，创造性地对新型金属材料进行了概括总结。
全书兼具理论性、应用性和综合性,在内容上凸显了当代材料科学领域理论发展的思辨性与强韧性，突岀了材料科学与工程研究的核心方法论，既可作为高等院校材料工程专业的教学用书,也可供相关研究人员作为理论参考使用。
《金属材料学》（第3版）全书共分为三篇十五章节。
绪论部分对金属材料的发展历程、当代发展状况及未来发展趋势作了总结概括。
第一至八章为第一篇，从钢的合金化、工程结构钢、机械制造结构钢、工模具钢、不锈钢、耐热钢等方面对钢铁材料进行了全面而详细的论述。
第九至十二章为第二篇，是对有色金属合金的综合论述，主要介绍了铝合金、铜合金、钛合金、镁合金等有色金属合金,从性质、特点、分类、应用等方面对各类有色金属合金做作了具体分析。
第十三至十五章为第三篇，以新型金属材料为主要论述对象，分别介绍了金属功能材料、金属基复合材料及金属间化合物结构材料,对各类新型金属材料的性能、特点、种类及未来发展应用作了具体总结。
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6.1.2 钢的热强性
一、钢的热强性能指标
1、蠕变及蠕变极限
蠕变极限是试样在一定温度下和在规定的 持续时间内，产生的蠕变变形量（总的或残余 的）或蠕变速率等于某规定值时的最大应力。
2. Cr12-type
Based on Cr12 martensite heat-resistant steels Addition of Mo, W, V, Nb, N and B Manufacture turbine blades under 570 ℃
35
Effect of alloy elements:
律
570℃以上铁的氧化过程大大地加速，遵守
抛物线规律
二、提高钢抗氧化性的途径
1、提高钢氧化膜稳定性
↑FeO的形成温度;
途 径
↑ FeO的形成温度 , 又优先形成稳定氧化物 →Cr、Al、 Si。
如：1.03％Cr，FeO形成温度为600℃；
例
1.14％Si ，FeO形成温度为 750℃；
子
Cr、Al量高时，钢的表面可生成致密的
Category according to the quantity of alloy elements:
➢ Low alloy pearlite-type heat-resistant steels: Developed based on low alloy structural steels.
三、转子用钢
主轴、叶轮 转 或整锻转子 子
过热蒸汽，复杂应 力（扭/弯/热等）
热强性，沿轴向、径向均匀一致 的综合力学性能→淬透性。
常用钢：汽轮机叶轮常用中碳珠光体热强钢 制造。如35Cr2MoV、33Cr3WMoV钢
6.2.2 马氏体热强钢
一、叶片用钢
在Crl3型马氏体不锈钢的基础上进一步 合金化发展了Crl2型马氏体耐热钢。
第6章 耐热钢及铁基耐热合金
蒸汽锅炉、蒸汽涡轮，航空工业的喷气发动机， 以及航天、舰船、石油和化工等工业部门的许多工 作部件在高温下工作。因为是在高温下服役，所以 这些零部件技术要求比较苛刻。通常把在高温条件 工作的钢称为耐热钢。
耐热钢应具有两方面的基本性能，一是有良好的 高温强度和塑性，二是有足够高的高温稳定性。根 据不同服役条件，常常将耐热钢分为热强钢和热稳 定性钢两大类。
6.2.1 珠光体热强钢 按用途主要有锅炉钢管、紧固件和转子用
钢等几大类。
一、锅炉钢管用珠光体热强钢
高温和高压，高温烟气和水蒸汽,安全可靠 → 抗氧化和耐蚀，组织稳定,工艺性能好
Strengthening methods:
(1)Solid solution strengthening
Addition of W, Mo and Cr (less than 5%) W and Mo soluble in α-matrix, increase atomic bonding strength, recrystallization temp. and creep resistance. Cr≤0.5% → significant strengthening effect
Classifications of refractory alloys
➢ According to type of basic alloy elements:
✓ Fe-based refractory alloys: Basing on Fe, total amount of alloy elements is larger than 50％.
M+HTT.
28
29
普遍 问题
组织不稳定，如片状P球化、K长 大、G化，→ 强度↓，管子爆裂
合金 化
≤0.2%C →↓球化、K长大、G化 采用 Cr- Mo- V系
Mo、W 、Cr → 固溶强化，↓K长大和 G化，Cr↑抗氧化性和耐蚀性；
直接作用
V Ti
间接作用
形成稳定MC型K， 弥散强化，↑热强度
(1)W and Mo ✓ Addition of W and Mo can eliminate Cr7C3 and
➢ According to strengthening methods: ✓ Solid solution strengthening type ✓ PH-type ✓ Intermetallics-type ✓ Oxidization dispersion strengthing-type ✓ Fiber strengthing-type
✓ Ni(Co)-based refractory: Basing on nickel or cobalt.
➢ According to processing methods: ✓ Deformation refractory alloys ✓ Cast refractory alloys ✓ Powder-metallurgical refractory alloys
Si：↑抗氧化性的辅助元素。但效果比Al还要有 效，使钢脆性大，用Si代替部分Cr。↑G化， ↑K聚集长大。一般在2~3%Si。 用于渗碳罐，抗渗性好。
Ni：获得奥氏体组织
Ti、Nb、V：形成稳定K，↑钢松弛稳定性， ↑热强性
C：较低温度时强化钢，↑G化，↑K聚集长 大→ 尽可能↓C。
6.2 热强钢
使更多Mo、W 、Cr 固溶，↑热强度
典型钢号12Cr1MoVG是用量较大的钢管 材料，15CrMo、12CrMoV 等
二、紧固件用珠光体热强
处于初紧预应 紧 力状态工作 固 件
↑C
↑Cr/ Mo/ V
高的屈服强度、 松弛稳定性， 缺口敏感性小， 一定抗氧化性
常用钢：35CrMoV、25Cr2MoV钢常用作中压 气轮机的螺栓和螺母材料，25Cr2Mo1V钢 在高压电厂中广泛使用
Cr2O3或Al2O3保护膜。
2、形成致密、稳定的氧化膜
↑Cr、Al、Si、Ti等，逐步形成以合金元 素氧化物为主或合金元素氧化物的氧化膜，
如Al2O3、SiO2、Cr2O3等→致密、稳定。
Concepts and classifications
Heat-resistant steels and refractory alloys: Metallic materials possess required strength, oxidization-resistance and anti-corrosion ability at high-temp.
700
例如： 1/10000 , 表示在700℃时，持续时间为 10000 h，产生蠕变总变形量为1%的蠕变极限。
2、持久强度 持久强度极限是试样在一定温度和规定的持续时
间内引起断裂的最大应力值，
如： 170=000300MPa，表示在700℃时，持续时间
为100 h的持久强度极限值为300 MPa。 3、高温疲劳强度
4、热处理
↑珠光体热强钢的蠕变强度
6.1.3 耐热钢的合金化
Cr：↑钢抗氧化性主要元素。形成致密而稳定的 Cr2O3。T↑，Cr↑。如600~650℃，需要 5%Cr ；800℃时，为12%Cr。↑固溶强化
Mo、W：↑低合金热强性重要元素。固溶强化， 析出稳定相。
Al：↑抗氧化性的有效元素。 在1000℃时， 6%Al≈18%Cr水平。↓冶金工 艺性，使钢变脆。→ 不能单独加入，作为辅助 合金化元素。
二、提高热强性的途径 1、强化基体
基体金属熔点：↑Tm，↑金属原子间结合力。 铁、镍、钼基是依次↑
合金晶格类型：fcc-Fe > bcc-Fe, 奥氏体型钢要比 F、M、P型钢的蠕变抗力高
固溶体结合力：合金化→↑固溶体原子间结合 力，Mo、Cr、Mn、Si作用较大
常用合金元素对工业纯铁蠕变极限的影响
≥0.5% → weak strengthening effect
26
(2) Precipitation hardening
MC＞M2C＞M6C＞M7C3 V, Ti, Nb → MC W, Mo →M2C and M6C(Fe3W3C and Fe3Mo3C) Lower content Cr → cementite (Fe,Cr)3C,
2、强化晶界
净化晶界：杂质易偏聚在晶界，形成易熔夹杂物 →↓晶界强度。RE、B优先结合杂质，形成 高熔点化合物，异质晶核→从晶界转入晶内
填充空位：晶界上空位多，原子易快速扩散。B 易偏聚晶界，↓晶界空位。
3、弥散强化
弥散质点，↓↓位错运动，↑强度 → 有效 性和程度的关键是质点的性质、大小、分布、 稳定性。
6.1 基本概念
1 金属的抗氧化性
铁氧化物类型有FeO、Fe2O3、Fe3O4三种。 FeO：结构疏松，冷却分解→应力，结合力弱，易剥落； Fe2O3、Fe3O4：结构致密，和基Fe2O3和Fe3O4组成；
成
570℃以上，氧化膜由Fe2O3、Fe3O4和FeO
规
氧化物组成，约1:10:100.
15Cr12WMoV、2Cr12WMoNbVB等， 工作温度可在600℃左右。
常用于大功率火力发电机组。
1. 1Cr13, 2Cr13
Good oxidization resistance and corrosion resistance, but bad microstructure stability Manufacture turbine blades below 450℃
➢ High alloy heat-resistant steels for special purpose: Developed based on stainless steels.