浅谈耐热钢铸件

  耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉、航空、石化等高温工业部门的零件。这些构件不仅需要高温强度和高温抗氧化性，而且需要足够的韧性、良好的可加工性和可焊接性，以及根据不同的用途而确定的结构稳定性。

  自1952以来，中国一直在生产耐热钢。研制了一些新型低合金耐热钢，使珠光体 耐热钢铸件的工作温度提高到600～620℃，并开发了一些新型低铬镍耐氧化钢。耐热钢铸件和不锈耐酸钢在使用范围内相互交叉。一些不锈钢具有耐热钢的特性。它们既可以作为不锈钢耐酸钢，也可以作为耐热钢。作为铁素体形成元素的铬、铝和硅，可以促进金属表面在高温下形成致密的氧化膜，以防止进一步氧化。它们是提高钢的抗氧化性和耐高温气体腐蚀性的主要元素。然而，过量的Al和Si会严重恶化室温塑性和热塑性。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度。当铬含量为2%时，强化效果最好。镍和锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和渗碳性能。锰可以代替镍形成奥氏体，但会破坏耐热钢的抗氧化性能。钒、钛、铌是强碳化物形成元素，能形成细小的弥散碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌和碳的结合还可以防止奥氏体钢在高温或焊接后的晶间腐蚀。碳和氮能使奥氏体膨胀和稳定，从而提高耐热钢的高温强度。当钢中含铬、锰较多时，氮的溶解度显著提高，可用氮合金化代替昂贵的镍。硼和稀土是耐热钢中的微量元素。硼溶解成固溶体并扭曲晶格。晶界硼可以防止元素扩散和晶界迁移，从而提高钢的高温强度。稀土元素能显著提高钢的抗氧化性和热塑性。冶炼耐热钢通常采用电弧炉或感应炉冶炼。真空精炼和炉外精炼工艺经常用于高质量要求。某些高合金耐热钢的加工和变形是很困难的。铸造不仅比轧制更经济，而且具有更高的耐久性强度。因此，耐热铸钢在耐热钢中占有相当大的比例。除砂型铸造外，精密铸造技术还可用于获得表面光滑、尺寸精确的产品。离心铸造常用于氨和乙烯热解的高温炉管。珠光体热处理钢通常采用正火或回火处理，而马氏体耐热钢则采用回火处理，以稳定其结构，获得良好的综合力学性能和高温强度。耐热钢退火槽生产线中的铁素体钢不能通过热处理进行强化。为了消除冷塑性变形加工和焊接引起的内应力，可在650～830℃进行退火处理，退火后迅速冷却，从而快速通过475℃的脆性温度范围。

  耐热钢铸件主要用于铸态，也可根据耐热钢的类型进行热处理。