TAG：耐熱鋼，耐熱不銹鋼，化學(xué)元素作用性

        不管是耐熱合金鋼還是耐高溫合金，乃至耐熱不銹鋼，都因含有不同的化學(xué)元素而具有自身標(biāo)志性的材料性能，而包括鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）、鎢（W）、釩（V）、硅（Si）、鋁（Al）、鈦（Ti）、鈮（Nb）、硼（B）、鈷（Co）、錳（Mn）、碳（C）、氮（N）、稀土（Re）、銅（Cu）、鐵（Fe）等這么多的元素，在每款材料中到底起著什么樣的作用？

        其實(shí)我們籠統(tǒng)來說的話，大家或許會(huì)豁然開朗，先拿磷和硫來說，除非對(duì)車削性能要求高的材料之外，一般材料不會(huì)要求含有這兩款有害的雜質(zhì)元素。鉻、鋁、硅和稀土元素能提高耐熱鋼的抗氧化性能。鉻、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鈷、硼、稀土等能提高或改善耐熱鋼的熱強(qiáng)性。鐵為耐熱鋼的基本元素。鎳和錳的作用主要是獲得奧氏體組織。現(xiàn)在我們來具體介紹一下主要合金元素在耐熱鋼中的作用。

        鉻（Cr），該元素是耐熱鋼中抗高溫氧化和抗高溫腐蝕的主要元素，并能提高耐熱鋼的熱強(qiáng)性。耐熱鋼的抗高溫腐蝕性能與其含鉻量有一定的關(guān)系。因此常用的耐熱鋼的鉻含量應(yīng)不低于12%。

        鎳（Ni）是耐熱鋼中的重要合金元素之一，這在耐熱不銹鋼起到的作用是無可替代的。為了使鋼在室溫下獲得純奧氏體組織，其中鎳含量不低于25%。但當(dāng)鋼中含有其他合金元素時(shí)，為獲得純奧氏體組織，鎳含量可適當(dāng)減少。例如，當(dāng)鋼中含碳量0.1%含碳量為18%時(shí)，為了獲得鋼的純奧氏體組織，含鎳量為8%即可，這就是典型的18-8型奧氏體耐熱不銹鋼。當(dāng)鋼中含有其他鐵蘇體形成元素時(shí)，為獲得純奧氏體組織，含鎳量就要增加，如不增加鎳含量，或降低鎳含量，就會(huì)出現(xiàn)雙向組織，或出現(xiàn)不穩(wěn)定的奧氏體組織，冷加工時(shí)可能產(chǎn)生相變（奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織）。

        鉬（Mo）,這個(gè)元素為難熔金屬，熔點(diǎn)高（2625℃）。對(duì)提高耐熱鋼的熱強(qiáng)性有較好的作用，其實(shí)對(duì)耐腐蝕也是有幫助的。

        鈷（Co）在奧氏體型耐熱鋼中的作用與鎳的作用類似，同樣的，在耐熱不銹鋼鐘出現(xiàn)的比較多，在鉻鎳奧氏體型耐熱鋼中加鈷對(duì)提高該鋼的耐高溫腐蝕性能是有利的。鈷是一種稀有而昂貴的金屬，應(yīng)當(dāng)節(jié)約使用。

        鎢（W），和鉬元素一樣，這個(gè)元素也是為難熔金屬，熔點(diǎn)高（3380℃）。加鎢可提高固溶體的熱強(qiáng)性。

        釩（V）為難溶金屬，熔點(diǎn)高（1910℃）釩是提高鐵素體型耐熱鋼的熱強(qiáng)性的有效元素，釩也在奧氏體型耐熱鋼中獲得應(yīng)用，但凡含量一般在0.3%～0.5%之間。

        硅（Si），在耐熱鋼中是抗高溫腐蝕的有益元素，同時(shí)，在鋼中加入硅也能改善它在室溫條件下工作的性能。耐熱鋼中的硅含量一般不超過2%。

        鋁（Al）是耐熱鋼中抗氧化的重要合金元素，，耐熱鋼中的鋁含量一般不超過6%。

        鈦（Ti），該款元素可是一款價(jià)值不菲的合金，它是強(qiáng)碳化物形成元素之一，目的是防止間接腐蝕。

        鈮（Nb）也是強(qiáng)碳化物形成元素，鈮的碳化物在高溫下十分穩(wěn)定，只比鈦的碳化物略為遜色。由于鈮具有良好的熱強(qiáng)性，因此鈮在體合金耐熱鋼和高合金耐熱鋼中獲得了廣泛的應(yīng)用。高合金耐熱鋼中的鈮含量一般為1%～2%。

        硼（B）與氮（N）和氧（O）都有很強(qiáng)的親和力，鋼中微量硼（0.001%）就可以成培地提高其淬透性。在珠光體耐熱鋼中，微量硼可以提高鋼的高溫強(qiáng)度；在奧氏體耐熱鋼中加入0.025%硼可以提高其抗蠕變性能，但彭含量較高時(shí)，其作用相反。加入硼強(qiáng)化晶界對(duì)增強(qiáng)耐熱鋼的持久強(qiáng)度十分重要。硼原子主要分布在晶界上，因此硼對(duì)強(qiáng)化晶界起著重要的作用。

        錳（Mn）是良好的脫氧劑和脫硫劑，它使鋼形成和穩(wěn)定奧氏體組織的能力僅次于鎳，以錳代鎳的耐熱鋼，有廣泛的用途。錳對(duì)鋼的高溫瞬時(shí)強(qiáng)度雖有所提高，但對(duì)持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度則沒有什么顯著的作用。
 

        碳（C）是鋼中不可缺少的元素。碳在鋼中的強(qiáng)化作用與它形成的碳化物的成分和結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，其強(qiáng)化作用也與溫度有關(guān)。隨著溫度的升高，由于碳化物的聚集，強(qiáng)化作用有所下降。鋼中碳含量增加，會(huì)降低鋼的塑性和可焊性。因此除強(qiáng)度要求較高的鋼中外，一般奧氏體型耐熱鋼中的碳含量都控制在較低的范圍內(nèi)。

        氮（N）作為合金化元素在奧氏體型耐熱鋼中的作用與碳有些類似。在鉻鎳奧氏體型耐熱鋼中含氮可提高鋼的熱強(qiáng)性，幾乎對(duì)脆性無影響。其原因可能是由于析出彌散的氮化物所致。

        稀土元素對(duì)提高耐熱鋼的抗氧化性能有較明顯的作用。稀土元素的氧化物可以增加基體金屬與氧化膜之間的附著力，因?yàn)橄⊥裂趸飳?duì)基體金屬有“釘扎”作用。稀土元素對(duì)鋼的晶粒度細(xì)化有一定的作用。稀土元素與氧、硫、磷、氮、氫等的親和力都很強(qiáng)。是很好的脫氧、去硫和清除其他有害雜質(zhì)的氣體添加劑。稀土元素能提高耐熱鋼的抗蠕變性能。本文由模具鋼專業(yè)供應(yīng)商—昆山市龍拓金屬制品有限公司（www.aperhaps.com）07月19日訊。   

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