铸造合金

耐热钢铸造介绍

耐热钢铸造是一种专门用于生产能够在高温（通常指600°C以上）下长期工作，并保持良好强度、抗氧化和抗蠕变性能的钢质零部件的精密成型工艺。

一、 什么是耐热钢？

耐热钢并非单一钢种，而是一大类特殊钢的统称。它们通过在普通钢的基础上添加高比例的合金元素，使其具备卓越的高温性能。

• 核心特性：

1. 抗氧化性/抗渗碳性： 在高温下，合金元素（如Cr、Al、Si）会在钢表面形成一层致密、稳定的氧化膜（如Cr₂O₃、Al₂O₃），阻止氧气继续向内扩散，从而保护基体不被氧化和腐蚀。

2. 高温强度： 在高温下，普通钢会迅速软化。耐热钢通过固溶强化（如加入W、Mo）和沉淀强化（如形成碳化物NbC、VC）来保持强度。

3. 抗蠕变性： 指材料在高温和恒定应力下，抵抗缓慢且持续塑性变形的能力。这是耐热钢最关键的性能之一。

• 主要合金元素及其作用：

• 铬： 最重要的元素，提供抗氧化和抗腐蚀能力。

• 镍： 稳定奥氏体组织，提供优异的高温强度和韧性。

• 钼、钨： 固溶强化，提高高温强度和抗蠕变能力。

• 硅、铝： 辅助提高抗氧化性，尤其是形成Al₂O₃膜。

• 铌、钒、钛： 形成稳定的碳化物和氮化物，起到沉淀强化作用，细化晶粒。

• 主要分类：

• 铁素体耐热钢： 以铬为主，镍含量低。成本较低，抗氧化性好，但高温强度和韧性相对较差。常用于炉辊、炉底板等。

• 奥氏体耐热钢： 含有较高的铬和镍（如18Cr-8Ni的304H， 25Cr-20Ni的HK系列）。高温强度、韧性和抗蠕变性极佳，是应用最广泛的耐热铸钢。常用于炉管、辐射管、涡轮部件等。

• 马氏体耐热钢： 含有铬，可通过热处理强化。常用于对室温强度和耐磨性有要求的低温耐热部件。