耐热钢高温合金是为制造550~1100℃甚至更高温度环境中工作的结构件而开发的一类高温金属材料,它广泛用于动力、石化、航天、航空、核工业、交通运输、冶金等工业部门。


 耐热钢是指在高温下具有较高强度和良好化学稳定性的合金钢。耐热钢最初用于蒸汽锅炉及蒸汽轮机,后来由于燃气轮机、航空技术及宇航事业的发展,以及化工、石油等工业部门中高温高压技术的发展,对耐热钢提出了越来越高的要求。耐热钢可以有多种分类方法,这些分类方法都是根据钢的某一特点而划分的,因而可以相互交叉。下面是耐热钢的一些主要的分类方法:


 耐热钢按特性可分为: ①. 抗氧化钢(或称耐热不起皮钢),通常指在高温下长期工作不会因介质侵蚀而破坏的钢; ②. 热强钢,即在高温下仍具有足够强度而不会大量变形或破断的钢。


 耐热钢按组织状态可分为:①. 珠光体(型)耐热钢;②. 马氏体(型)耐热钢;③. 铁素体(型)耐热钢;④. 奥氏体(型)耐热钢;⑤. 沉淀硬化(型)耐热钢。


 耐热钢按主要用途可分为:


  ①.  锅炉和汽轮机用耐热钢,主要用于制造锅炉管、汽轮机叶片、叶轮、紧固件、主轴和转子等; 


  ②.  航空涡轮发动机用耐热钢,主要用于制造压气机盘、叶片、阀门、涡轮盘等;


  ③.  燃气轮机用耐热钢,主要用于制造整体锻造转子和涡轮盘、紧固件,叶片等;


  ④. 内燃机用耐热钢,主要用于制造汽车、拖拉机等用的在高温和燃气腐蚀条件下工作的气阀,特别是工作条件更加恶劣的排气阀;


  ⑤. 火箭发动机用耐热钢,主要用于制造燃烧室的外壁材料,以及涡轮盘、轴、燃烧室隔板、涡流进气导管等;


  ⑥. 工业炉用耐热钢,在冶金、机械、建材等工业中广泛用于制造热交换器、加热炉管等的耐热部件。


  耐热钢还常用于制造耐热钢铸件,如冶金厂的各种退火炉罩、炉底辊、辐射管、马弗罐等。上述用途外,还有其他一些重要用途。


 在耐热钢不能满足更高温度下工作的零件性能要求时则需要使用高温合金。高温合金是指能够在600℃以上高温承受较大复杂应力,并具有表面稳定性的高合金化铁基、镍基或钴基奥氏体金属材料。高温、较大应力、表面稳定和高合金化是铁基、镍基或钴基奥氏体高温合金不可缺少的四大要素,缺少其中任何一个要素的金属材料都不属于高温合金。最常用的高温合金是镍基合金,它是在Cr20Ni80合金的基础上加入强化元素而发展起来的,可以在650~1150℃使用。随着我国科研能力的增强,近十余年来还开发出高温钛合金、高温金属间化合物、超高温钨基复合材料等自成体系的高温材料。


 浙江至德钢业有限公司技术人员首先从耐热钢与高温合金的抗氧化性能、高温力学性能等方面来了解对耐热钢与高温合金的要求,然后从热处理工艺特点、组织变化与性能特点、典型应用举例及最新发展动态等方面对热强钢、抗氧化钢、阀门钢及高温合金等进行介绍。高温强度和高温化学稳定性是耐热钢和高温合金应具有的两大性能。对高温下使用的耐热钢和高温合金的最基本性能要求有两条:一是能满足高温使用条件下对力学性能的要求;二是具有高温化学稳定性。此外,它们还应具有良好的铸造、热加工等工艺性能。