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      不銹鋼的耐熱性能

      作者: 時間:2020/6/8 16:16:32

      耐熱性是指高溫下既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性,又有足夠的強度即高溫力學性能(熱強性)。

      1.熱穩定性

      為了使不銹鋼在高溫下具有穩定的耐氧化和耐氣體介質腐蝕性能,必須使鋼材表面不能形成疏松或易于破裂的氧化膜,如FeO、Fe 3 O 4、Fe 2 O 3。為了防止氧化膜的出現,最好在鋼中加入Cr、Al和Si等合金元素,使鋼材表面形成結構致密并與鋼材表面牢固結合的氧化膜,如Cr 2 O 3、Al 2 O 3等合金氧化膜。這種合金氧化膜具有良好的保護作用,從而可延長鋼材的使用壽命或提高使用溫度。若鉻的質量分數達到或超過12%,再加入鋁和硅等合金元素就可發揮更大的抗氧化性能。在不銹鋼中,若氧化膜主要以Cr 2 O 3的形式出現,其抗環境溫度劇變的能力最為優越。

      2.高溫強度

      耐熱鋼產品在高溫使用過程中要考慮到的因素:一是高溫強度,高溫強度的指標有蠕變強度和持久強度以及高溫短時強度。鋼材在高溫下受恒定應力作用時,由于應力與溫度共同作用的結果,可在低于屈服強度的條件下發生緩慢的塑性變形,這就叫蠕變。蠕變的速率隨溫度的提高和應力的增大而增加。蠕變強度是指材料在某一限定溫度下,達到某臨界蠕變速率(或某限定時間達到臨界應變量)的臨界應力長期高溫工作時可能產生脆化現象和高溫疲勞的特性。若耐熱鋼產品的高溫強度不能滿足圖樣設計要求,在工作過程中會發生重大事故;二是耐熱鋼產品長期處在工作狀態,疲勞在使用過程中是一個不可回避的問題,疲勞會引起疲勞裂紋。疲勞裂紋一般由表面層或者表面下某些缺陷萌生的,在交變應力作用下,裂紋逐漸擴大,直至剩余的斷面承受不了最后一周交變應力的作用而發生突然斷裂。在較低溫度下,疲勞裂紋是穿晶的,而在高溫下的疲勞裂紋是沿晶間發展而導致斷裂。


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