ZG4Cr25Ni20Si2標準:GB/T8492(2002) 一般用途耐熱鋼和合金鑄件國家與地區(qū):China鋼組:耐熱不銹鋼ZG4Cr25Ni20Si2化學成分(%)C≤0
ZG4Cr25Ni20Si2標準:GB/T 8492(2002)
一般用途耐熱鋼和合金鑄件
國家與地區(qū): China
鋼組: 耐熱不銹鋼
ZG4Cr25Ni20Si2化學成分 (%)
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、動力機械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門中在高溫下工作的零部件。這些部件除要求高溫強度和抗高溫氧化腐蝕外,根據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。
中國自1952年開始生產耐熱鋼。以后研制出一些新型的低合金熱強鋼,從而使珠光體熱強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。但鋁和硅含量過高會使室溫塑性和熱塑性嚴重惡化。鉻能顯著提高低合金鋼的再結晶溫度,含量為2%時,強化。
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、鈮是強碳化物形成元素,能形成細小彌散的碳化物,提高鋼的高溫強度。鈦、鈮與碳結合還可防止奧氏體鋼在高溫下或焊后產生晶間腐蝕。
碳、氮可擴大和穩(wěn)定奧氏體,從而提高耐熱鋼的高溫強度。鋼中含鉻、錳較多時,可顯著提高氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替價格較貴的鎳。
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陣發(fā)生畸變,晶界上的硼又能阻止元素擴散和晶界遷移,從而提高鋼的高溫強度;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爐中熔煉。質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,生產鑄件不僅比軋材合算,而且鑄件還有較高的持久強度。所以在耐熱鋼中耐熱鑄鋼占有相當大的比例。
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、尺寸的產品。對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,液體金屬是在旋轉情況下充填鑄型并進行凝固的,因而離心鑄造便具有下述的一些特點:
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,大大簡化了套筒,管類鑄件的生產過程;
2)由于旋轉時液體金屬所產生的離心力作用,離心鑄造工藝可提高金屬充鎮(zhèn)鑄型的能力,因此一些流動性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生產;
3)由于離心力的作用,改善了補縮條件,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)鑄件易產生偏析,鑄件內表面較粗糙。內表面尺寸不易控制。
離心鑄造的個是在1809年由英國人愛爾恰爾特(Erchardt)提出的,直到二十世紀初期這一方法在生產方面才逐步地被采用。我國在三十年代也開始利用離心管、筒類鑄件如鐵管、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、一些特殊鋼無縫綱管的毛坯,造紙機干燥滾筒等生產方面,離心鑄造法也用得很有成效。目前已制出高度機械化、自動化的離心鑄造機,已建起大量生產的機械化離心鑄管車間。
幾乎一切鑄造合金都可用于離心鑄造法生產,離心鑄件的內徑可達8毫米,直徑可達3m,鑄件的長度可達8m,離心鑄件的重量范圍為幾牛至幾萬牛(零點幾公斤至十多噸)
熱處理珠光體熱強鋼通常經正火或調質后使用;馬氏體耐熱鋼用調質處理,以穩(wěn)定組織,得到良好的綜合力學性能和高溫強度。
耐熱鋼退生產線鐵素體鋼不能通過熱處理強化。為因冷塑性變形加工和焊接所導致的內應力,可在650~830℃進行退火處理,退火后快速冷卻,以便迅速地經過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℃條件下進行時效處理,使組織穩(wěn)定化,同時析出第二相,以強化基體。
耐熱鑄鋼多在鑄態(tài)下使用,也有根據耐熱鋼的種類采用相應的熱處理的。