ZG4Cr25Ni20Si2標(biāo)準(zhǔn):GB/T8492(2002) 一般用途耐熱鋼和合金鑄件國(guó)家與地區(qū):China鋼組:耐熱不銹鋼ZG4Cr25Ni20Si2化學(xué)成分(%)C≤0
ZG4Cr25Ni20Si2標(biāo)準(zhǔn):GB/T 8492(2002)
一般用途耐熱鋼和合金鑄件
國(guó)家與地區(qū): China
鋼組: 耐熱不銹鋼
ZG4Cr25Ni20Si2化學(xué)成分 (%)
C ≤ 0.2000
Mn ≤ 1.5000
P ≤ 0.0350
S ≤ 0.0300
Si 1.5000 - 2.5000
Cr 24.0000 - 27.0000
Ni 18.0000 - 21.0000
耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機(jī)、動(dòng)力機(jī)械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門(mén)中在高溫下工作的零部件。這些部件除要求高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化腐蝕外,根據(jù)用途不同還要求有足夠的韌性、良好的可加工性和焊接性,以及一定的組織穩(wěn)定性。
中國(guó)自1952年開(kāi)始生產(chǎn)耐熱鋼。以后研制出一些新型的低合金熱強(qiáng)鋼,從而使珠光體熱強(qiáng)鋼的工作溫度提高到600~620℃;此外,還發(fā)展出一些新的低鉻鎳鋼種。
耐熱鋼和不銹耐酸鋼在使用范圍上互有交叉,一些不銹鋼兼具耐熱鋼特性,既可用作為不銹耐酸鋼,也可作為耐熱鋼使用。
鉻、鋁、硅這些鐵素體形成的元素,在高溫下能促使金屬表面生成致密的氧化膜,防止繼續(xù)氧化,是提高鋼的性和抗高溫氣體腐蝕的主要元素。但鋁和硅含量過(guò)高會(huì)使室溫塑性和熱塑性嚴(yán)重惡化。鉻能顯著提高低合金鋼的再結(jié)晶溫度,含量為2%時(shí),強(qiáng)化。
鎳、錳可以形成和穩(wěn)定奧氏體。鎳能提高奧氏體鋼的高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。錳雖然可以代鎳形成奧氏體,但損害了耐熱鋼的性。
釩、鈦、鈮是強(qiáng)碳化物形成元素,能形成細(xì)小彌散的碳化物,提高鋼的高溫強(qiáng)度。鈦、鈮與碳結(jié)合還可防止奧氏體鋼在高溫下或焊后產(chǎn)生晶間腐蝕。
碳、氮可擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體,從而提高耐熱鋼的高溫強(qiáng)度。鋼中含鉻、錳較多時(shí),可顯著提高氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替價(jià)格較貴的鎳。
硼、稀土均為耐熱鋼中的微量元素。硼溶入固溶體中使晶體點(diǎn)陣發(fā)生畸變,晶界上的硼又能阻止元素?cái)U(kuò)散和晶界遷移,從而提高鋼的高溫強(qiáng)度;稀土元素能顯著提高鋼的性,改善熱塑性。
冶煉耐熱鋼一般在電弧爐或感應(yīng)爐中熔煉。質(zhì)量要求高的往往采用真空精煉和爐外精煉工藝。
鑄造某些高合金耐熱鋼難以加工變形,生產(chǎn)鑄件不僅比軋材合算,而且鑄件還有較高的持久強(qiáng)度。所以在耐熱鋼中耐熱鑄鋼占有相當(dāng)大的比例。
鑄造方法除采用砂型鑄造外,還可用精密鑄造工藝以獲得表面光滑、尺寸的產(chǎn)品。對(duì)合成氨和乙烯裂解用的高溫爐管往往采用離心鑄造的方法。
由于離心鑄造時(shí),液體金屬是在旋轉(zhuǎn)情況下充填鑄型并進(jìn)行凝固的,因而離心鑄造便具有下述的一些特點(diǎn):
1)液體金屬能在鑄型中形成中空的圓柱形自由表面,這樣便可不用型芯就能鑄出中空的鑄件,大大簡(jiǎn)化了套筒,管類(lèi)鑄件的生產(chǎn)過(guò)程;
2)由于旋轉(zhuǎn)時(shí)液體金屬所產(chǎn)生的離心力作用,離心鑄造工藝可提高金屬充鎮(zhèn)鑄型的能力,因此一些流動(dòng)性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生產(chǎn);
3)由于離心力的作用,改善了補(bǔ)縮條件,氣體和非金屬夾雜也易于自液體金屬中排出,因此離心鑄件的組織較致密,縮孔(縮松)、氣孔、夾雜等缺陷較少;
4)或大大節(jié)省澆注系統(tǒng)和冒口方面的金屬消耗;
5)鑄件易產(chǎn)生偏析,鑄件內(nèi)表面較粗糙。內(nèi)表面尺寸不易控制。
離心鑄造的個(gè)是在1809年由英國(guó)人愛(ài)爾恰爾特(Erchardt)提出的,直到二十世紀(jì)初期這一方法在生產(chǎn)方面才逐步地被采用。我國(guó)在三十年代也開(kāi)始利用離心管、筒類(lèi)鑄件如鐵管、LED軟燈帶、銅套、缸套、雙金屬鋼背銅套等方面,離心鑄造幾乎是一種主要的方法;此外在耐熱鋼輥道、一些特殊鋼無(wú)縫綱管的毛坯,造紙機(jī)干燥滾筒等生產(chǎn)方面,離心鑄造法也用得很有成效。目前已制出高度機(jī)械化、自動(dòng)化的離心鑄造機(jī),已建起大量生產(chǎn)的機(jī)械化離心鑄管車(chē)間。
幾乎一切鑄造合金都可用于離心鑄造法生產(chǎn),離心鑄件的內(nèi)徑可達(dá)8毫米,直徑可達(dá)3m,鑄件的長(zhǎng)度可達(dá)8m,離心鑄件的重量范圍為幾牛至幾萬(wàn)牛(零點(diǎn)幾公斤至十多噸)
熱處理珠光體熱強(qiáng)鋼通常經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)后使用;馬氏體耐熱鋼用調(diào)質(zhì)處理,以穩(wěn)定組織,得到良好的綜合力學(xué)性能和高溫強(qiáng)度。
耐熱鋼退生產(chǎn)線鐵素體鋼不能通過(guò)熱處理強(qiáng)化。為因冷塑性變形加工和焊接所導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力,可在650~830℃進(jìn)行退火處理,退火后快速冷卻,以便迅速地經(jīng)過(guò)475℃脆性溫度范圍。
奧氏體鋼大多采用高溫固溶熱處理,以獲得良好的冷變形性。奧氏體熱強(qiáng)鋼則先用高溫固溶處理,然后在高于使用溫度60~100℃條件下進(jìn)行時(shí)效處理,使組織穩(wěn)定化,同時(shí)析出第二相,以強(qiáng)化基體。
耐熱鑄鋼多在鑄態(tài)下使用,也有根據(jù)耐熱鋼的種類(lèi)采用相應(yīng)的熱處理的。