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几种常见的耐热钢铸件
耐热钢铸件是指在高温下工作的钢材。耐热钢铸件的发展与电站、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。早先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,耐热钢铸件的使用温度范围为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,耐热钢铸件也在不断地发展。从早期的低碳钢、低合金钢,到成分复杂的、多元合金化的高合金耐热钢。下面来给大家介绍一些常见的耐热钢铸件类型。
1、阀门钢铸件
阀门钢铸件是耐热钢铸件的一个重要分支,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。在21-4N钢基础上添加硫改善切削性能形成了21-4NS。添加铌、钼、钨和钒,提高了高温强度、疲劳强度和耐磨性,开发了21-4WNbN,X60CrMnMoVNbN2110钢。
2、马氏体型热强钢铸件
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、珠光体型低合金热强钢铸件
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。
4、沉淀硬化型耐热钢铸件
沉淀硬化型耐热钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化耐热钢(如0Cr17Ni4Cu4Nb)、(半奥氏体-马氏体过滤型)沉淀硬化耐热钢(如0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al)和奥氏体沉淀硬化耐热钢(如0Cr15Ni25Ti2MoVB)等。
5、奥氏体型耐热钢铸件
该种钢的代表:18Cr-8Ni、25Cr-20Ni及Cr-Mn-N、Fe-Mn-Al等钢。这类钢在高温下具有较高的热强性,及优异的抗氧化性。一般制作用于600℃以上承受较高应力的部件,其抗氧化性温度可达850~1250℃。这类钢基本上是和不锈钢同时发展起来的,有些钢同时就是优异的奥氏体型不锈钢。
在奥氏体型钢方面,除仿制和生产了大量国外耐热钢牌号外,多年来还开发了Cr-Mn-N、Cr-Mn-Ni-N、Cr-Ni-N及Fe-Al-Mn和Cr-Mn-Al-Si系耐热钢。Cr18Mn12Si2N、Cr20Mn9Ni2Si2N及3Cr24Ni7SiNRe列入标准推广应用。
铸造耐热钢铸件在耐热钢领域中占有相当大的比重。20世纪70~80年代以来,由于石油化学工业的飞速发展,在大型合成氨及乙烯装置中采用了大量的高合金耐热钢铸件,其使用温度可达1150℃,开发了一系列Fe-Cr-Ni基耐热钢铸件及耐热合金铸件。如4Cr25Ni35Co15W、4Cr25Ni35WNb、5Cr28Ni48W5等。
6、铁素体型耐热钢铸件
在室温和使用温度条件下这类钢的组织为铁素体。这类钢铬含量高于12%,不含镍,只含有少量的硅、钛、钼、铍等元素。
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