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合金元素对耐热钢的性能影响
作者：杨朝举
来源：《科学与财富》2014年第11期
摘 要：本研究简单介绍了合金元素的含量对耐热钢性能的影响，对不同分类的合金元素在耐热钢在起的不同的作用进行了简单的介绍，对耐热钢中的合金元素的含量对耐热温度有了明确的认识，对生产生活中使用耐热钢提供了参考价值。 关键词：合金元素；耐热钢；稀土元素；材料性能
在高温下工作，并具有一定强度和抗氧化性、腐蚀能力的铁基合金称之为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。 一、耐热钢的分类
按合金元素含量分类：低碳钢：在此类钢中部含或很少含有其他合金元素，其碳含量一般不超过0.2%。低合金耐热钢：在此类钢中都含有一种或几种合金元素，但含量不高，一般钢中所含合金元素的总量不超过5%，碳含量不超过0.2%.高合金耐热钢：在此类钢中合金元素多，合金元素含量一般在10%以上，甚至高达30%以上。 二、耐热钢中常见的合金元素
铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、钨（W）、钒（V）、硅（Si）、铝（Al）、钛（Ti）、铌（Nb）、硼（B）、钴（Co）、锰（Mn）、碳（C）、氮（N）、稀土（Re）、铜（Cu）、铁（Fe）等。磷和硫一般为有害的杂质元素。铬、铝、硅和稀土元素能提高耐热钢的抗氧化性能。铬、钼、钨、钒、钛、铌、钴、硼、稀土等能提高或改善耐热钢的热强性。铁为耐热钢的基本元素。镍和锰的作用主要是获得奥氏体组织。 三、主要合金元素在耐热钢中的作用