耐熱不銹鋼310S是高鉻高鎳奧氏體不銹鋼，其不僅具有優(yōu)良的耐蝕,、力學(xué)性能,，同時(shí)也具有優(yōu)異的高溫耐氧化性、抗蠕變性,。因此,，被廣泛應(yīng)用在各種高溫爐,、特殊環(huán)境的高溫部件等。關(guān)于耐熱不銹鋼310S的高溫氧化機(jī)制,，目前已經(jīng)有了研究,。太原鋼鐵集團(tuán)的研究人員通過研究310S在空氣中的高溫氧化試驗(yàn)來評(píng)定其高溫氧化性能，在分析氧化動(dòng)力學(xué)增重曲線的基礎(chǔ)上,，研究其氧化膜的形貌,、分布、結(jié)構(gòu),，并對(duì)其形成機(jī)制進(jìn)行了解釋,。試驗(yàn)樣品取自太鋼奧氏體耐熱不銹鋼310S熱板，化學(xué)成分見下表(質(zhì)量分?jǐn)?shù),，%)：C0.055,，Si0.50，Mn1.03,，Cr25.52,，Ni19.25。將樣品切割成30mm×15mm×4mmm,，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)使用3個(gè)平行樣,，對(duì)試樣進(jìn)行研磨，經(jīng)水砂紙打磨除去表面氧化皮及線切割加工痕跡,，然后用乙醇清洗吹干,。準(zhǔn)備與試樣相同數(shù)量的坩堝，進(jìn)行編號(hào),，用電阻加熱爐對(duì)其進(jìn)行烘烤,，使坩堝中的殘留物質(zhì)充分發(fā)揮，質(zhì)量恒定,。

將高溫氧化的試樣直接置于坩堝中,，一同放入箱式電阻爐中進(jìn)行高溫氧化。試驗(yàn)氣氛為空氣,，氧化溫度分別為800,、900、1000℃,；每個(gè)試樣處理時(shí)間分別為20,、40、60,、80,、100、120,、140h,。氧化完成后稱重并記錄,，稱重儀器為電子分析天平。高溫氧化試驗(yàn)結(jié)束后,，用X射線衍射儀對(duì)氧化產(chǎn)物進(jìn)行物相分析,，用掃描電子顯微鏡、能譜儀分析氧化膜的表面形貌,。分析結(jié)果表明：（1）耐熱不銹鋼310S在800,、900、1000℃下表現(xiàn)出很好的性,。各溫度下隨著時(shí)間的延長(zhǎng),，均有不同程度氧化增重的趨勢(shì)，但隨著時(shí)間延長(zhǎng)氧化趨勢(shì)減緩,。同時(shí)隨著溫度的升高,，氧化速率增快。（2）氧化膜由外層致密的尖晶石MnCr2O4,、Cr2O3和內(nèi)層的SiO2組成,，隨溫度升高，MnCr2O4衍射峰增強(qiáng),，生成物增多,。3層致密的結(jié)構(gòu)加上氧化物本身的良好性能，使耐熱不銹鋼310S整體表現(xiàn)出很好的抗高溫氧化性,。

工業(yè)用的鐵和鋼都是鐵碳兩種元素達(dá)的合金,，含碳量在2.11%以上的是鐵，在2.11%以下的是鋼,。鑄鐵和鑄鋼是工業(yè)機(jī)加工中常用的加工材料,。下面，我們介紹幾種常見的鑄鐵和鑄鋼材料,，以及它們的材料特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),。灰鑄鐵灰鑄鐵是含有片狀石墨的鑄鐵,，是應(yīng)用廣泛的鑄鐵，產(chǎn)量占鑄鐵總產(chǎn)量的80%以上,?；诣T鐵材料綜合力學(xué)性能低，抗壓強(qiáng)度大,，是本身抗拉強(qiáng)度的3到4倍,。消振能力比鋼大10倍，故經(jīng)常用來制造承受振動(dòng)的機(jī)座,。彈性模量較低,，其壁厚變化對(duì)力學(xué)性能影響較大,。由于其對(duì)冷卻速度有很大的敏感性，灰鑄鐵鑄件在厚度較薄的截面上經(jīng)常出現(xiàn)白口和裂紋,，而在厚度較厚的截面上又經(jīng)常導(dǎo)致琉松情況,。因此，灰鑄鐵件截面厚度存在一個(gè)臨界值,，如果超過了這個(gè)值,，隨著壁厚增加，其強(qiáng)度,、消振能力,、彈性模量等力學(xué)性能不僅不會(huì)增強(qiáng)，反而顯著減弱,。由于灰鑄鐵熱穩(wěn)定性較低,，因此不能用于制造那些長(zhǎng)時(shí)間工作在超過250攝氏度環(huán)境下的零件。

相比于鑄鋼材料,，采用灰鑄鐵可以得到厚度更薄,，幾何形狀更復(fù)雜的鑄件，而且鑄件中的殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形都要更小一些,。由于在各截面上性能比較均勻,，灰鑄鐵常用于制造要求高，但截面不一定較厚的鑄件,。蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是呈蠕蟲狀的鑄鐵,，它摻入的石墨形態(tài)是介于片狀石和球狀之間的，化學(xué)結(jié)構(gòu)與灰鑄鐵類似,。蠕墨鑄鐵綜合力學(xué)性能比灰鑄鐵略好一點(diǎn),，而比球墨鑄鐵略遜，其沖擊韌性,、延長(zhǎng)率抗壓強(qiáng)度,、屈服強(qiáng)度等均在二者之間，壁厚變化對(duì)力學(xué)性能影響比灰鑄鐵小,。蠕墨鑄鐵對(duì)冷卻速度的敏感性比灰鑄鐵小得多,，且具有良好的導(dǎo)熱性，所以經(jīng)常用來制造工作環(huán)境溫度苛刻,，溫度梯度比較大的零件,。由于蠕墨鑄鐵材料強(qiáng)度較高，致密性好,，對(duì)于缺口的敏感性小,，具有良好的工藝性能，可以用來制造幾何形狀復(fù)雜的大型零件,。為了節(jié)約廢鋼,，減輕鑄件的重量,，蠕墨鑄鐵還可用來替代孕育鑄鐵件，這樣做還可以達(dá)到有效提升成品率,、增強(qiáng)鑄件氣密性的目的,，特別適于生產(chǎn)液壓件。

球墨鑄鐵經(jīng)過球化處理以及孕育處理而獲得的球狀石墨稱為球墨鑄鐵,，這是上世紀(jì)中葉發(fā)展起來的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料,，綜合性能較高，接近于鋼,，在工業(yè)上有十分廣泛的應(yīng)用,。球墨鑄鐵強(qiáng)度、塑性和彈性模量都要比灰鑄鐵好,，抗磨性比灰鑄鐵高一倍,，壁厚變化對(duì)力學(xué)性能影響小，但消振能力比灰鑄鐵低,。雖然球墨鑄鐵對(duì)冷卻速度的敏感性較大,，但由于其具有很高的熱穩(wěn)定性，對(duì)高溫的耐受能力很強(qiáng),，因而可以用來制造在300到400攝氏度環(huán)境下工作的零件,。它的力學(xué)性能受化學(xué)成分改變的影響較小，因此相對(duì)于其他鑄鐵材料,，成品率更高,。由于體積收縮率大，而線收縮率小,，容易形成縮孔,、縮松，球墨鑄鐵鑄件通常被設(shè)計(jì)成厚度均勻的結(jié)構(gòu),，盡量避免厚大斷面,。鑄鋼鑄鋼是含碳比例在2.11%以下的鐵碳合金材料，含碳比例低于0.2%的屬于低碳鋼,，在0.2%到0.5%之間的屬于中碳鋼,，高于0.5%的屬于高碳鋼。

另外,，還有低合金鋼和高錳鋼等類型,。鑄鋼材料綜合力學(xué)性能高，抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度基本相當(dāng),，壁厚變化對(duì)力學(xué)性能影響很小，消振能力較低,。因其壁厚變化對(duì)力學(xué)性能影響小,，故適用于制造大厚度零件,，但由于具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲較大的特點(diǎn)，不適用于制造幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件,。氣體飽和傾向較大,，材料表面易產(chǎn)生旗氣泡，所以加工余量比鑄鐵材料多,。雖然鑄鋼材料有很高的熱穩(wěn)定性,，但由于熱收縮率大，溫度變化時(shí)很容易發(fā)生開裂現(xiàn)象,，所以設(shè)計(jì)時(shí)要強(qiáng)調(diào)壁厚均勻,，轉(zhuǎn)角圓滑。提高鋼水潔凈度,，即大大降低吹煉終點(diǎn)時(shí)的各種夾雜物含量,，要求S低于0.005%；P低于0.005%,，N低于20ppm,。提高化學(xué)成分及溫度給定范圍的命中精度，為此采用復(fù)合吹煉,、對(duì)熔池進(jìn)行高水平攪拌并采用現(xiàn)代檢測(cè)手段及控制模型,。減少補(bǔ)吹爐次比例，降低噸鋼耐材消耗,。鐵水預(yù)處理對(duì)改進(jìn)轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)及提高鋼的質(zhì)量有著十分重要的作用,。