ZG35Cr24Ni7SiN耐熱鋼與高溫合金區(qū)別緒論 在航空、電力,、冶金、化工,、石油等許多行業(yè)中，很多機(jī)械或零,、部件需要在高溫下使用,，要求鋼在高溫下具有抗蠕變能力、抗氧化能力,、抗腐蝕性氣體能力,、足夠的強(qiáng)度與韌性以及良好的加工、焊接性,。耐熱鋼是針對(duì)這種需求的一類鋼種,。對(duì)于耐熱鋼來(lái)說(shuō)，最重要的性能是高溫下的抗氧化性和熱強(qiáng)性,。
1 抗氧化性 大多數(shù)金屬能與氧反應(yīng)形成氧化物,，氧化物的形成速度隨溫度升高而明顯增加，因此高溫下金屬的氧化速度很快,。若形成的氧化物是揮發(fā)性氧化物,，則金屬就不斷損失。但大多數(shù)金屬氧化物不容易揮發(fā),，使金屬表面覆蓋一層氧化膜,，這層氧化膜會(huì)阻礙金屬與氧的進(jìn)一步反應(yīng)，使氧化反應(yīng)速度逐漸降低,。氧化膜對(duì)金屬的保護(hù)性由下述因素決定：
①氧化膜的性質(zhì) 氧化膜形成后,，繼續(xù)氧化要求氧擴(kuò)散到膜/金屬界面，或金屬擴(kuò)散到膜/氣界面,，反應(yīng)才能繼續(xù)，金屬或氧在膜中的擴(kuò)散一般均通過(guò)空位擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)行,，因此氧化物中空位缺陷越多,，擴(kuò)散越快，氧化速度就越快,。 Al2O3和Cr2O3中的金屬/氧比例接近化學(xué)計(jì)量比,，氧化物中的空位很少，因此金屬離子或氧離子在膜中的擴(kuò)散比較困難,。一旦金屬表面形成一層完整的Al2O3或Cr2O3膜以后,，氧化反應(yīng)速度就會(huì)明顯放慢,，因而膜的保護(hù)性好。 FeO,、NiO的實(shí)際化學(xué)式可寫為Fe0.95O或Ni0.999O,，即氧化物中存在明顯的金屬空位，金屬離子或氧很容易借助這些空位向外或向內(nèi)擴(kuò)散,，使得氧化反應(yīng)能夠保持一定的速度,，因此膜的保護(hù)性差。
②氧化膜的致密性與膜中的應(yīng)力 a） 氧化膜的致密性由氧化膜體積與被氧化的金屬體積之比值來(lái)決定,，可以用Pilling-Bedworth比（PBR）來(lái)表示形成氧化物以后造成的體積變化： PBR＝氧化物中每個(gè)金屬離子體積/金屬中每個(gè)金屬原子體積 PBR>1,，即金屬轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锖篌w積增大，膜中產(chǎn)生壓應(yīng)力,； PBR <1,，即金屬轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锖篌w積減小，膜中產(chǎn)生張應(yīng)力,，不能形成連續(xù)膜,； PBR在1~2之間最好，這時(shí)的壓應(yīng)力有利于膜的致密性,。PBR過(guò)大導(dǎo)致膜中應(yīng)力過(guò)大,，膜也容易破裂。
4．1．2熱強(qiáng)性 材料在高溫下測(cè)量的各項(xiàng)機(jī)械性能,，如σb,、σs、硬度,、疲勞強(qiáng)度等指標(biāo)均比常溫下大大下降,。
評(píng)定材料的高溫強(qiáng)度，常用蠕變極限和持久強(qiáng)度：
1）蠕變極限－在一定溫度下,，引起一定變形速度的應(yīng)力,。 將一定尺寸的試樣，加熱到一定溫度,，并加一定載荷,，長(zhǎng)時(shí)間后得蠕變伸長(zhǎng)率－時(shí)間曲線（圖4-1），對(duì)不同溫度和不同應(yīng)力試樣,，可得多條蠕變曲線,。 金屬的蠕變不能避免，碳鋼在400℃以上即可發(fā)生明顯蠕變,。高溫下長(zhǎng)期受負(fù)載的零部件,，如鍋爐爐管，蠕變后使管徑越來(lái)越大，管壁變薄,，最終爆破,。蠕變可使汽輪機(jī)葉片與汽缸之間間隙消失而破壞。因此,，高溫下長(zhǎng)期在負(fù)載狀態(tài)下工作的工件,，必須采用熱強(qiáng)性高、抗蠕變能力強(qiáng)的耐熱鋼,。
 2）持久強(qiáng)度：一定溫度下,，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間而引起斷裂的應(yīng)力值。 例如：σ105500為500℃下經(jīng)過(guò)105小時(shí)發(fā)生斷裂的應(yīng)力值,。 持久強(qiáng)度相當(dāng)于鋼的抗拉強(qiáng)度,，如：使用溫度500℃，要求運(yùn)行105小時(shí),，則設(shè)計(jì)的許用應(yīng)力應(yīng)小于持久強(qiáng)度σ105500,。
4．1。3提高鋼的熱強(qiáng)性的方法 
（1） 固溶強(qiáng)化在鋼中加入W,、Mo,、Cr、Ni,、Nb,、V、N等元素,，這些元素一方面固溶在鋼的晶體結(jié)構(gòu)中,，使晶格發(fā)生畸變，提高位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力,，使得晶體的滑移變形困難,；另一方面也能夠降低元素在固溶體中的擴(kuò)散速度，提高鋼的回復(fù)與再結(jié)晶溫度,，降低蠕變速率,。
（2）晶界強(qiáng)化晶界是材料內(nèi)部缺陷集中的區(qū)域，低溫下晶界能有效地阻礙位錯(cuò)的滑移,；但在高溫（T>0,。6Tm）下，晶界強(qiáng)度低于晶內(nèi),，沿著晶界很容易發(fā)生晶粒之間的滑動(dòng)和蠕變,，晶粒越細(xì)，鋼的高溫持久性能越差,。因此對(duì)于耐熱鋼和高溫合金，通常都選擇較粗的晶粒度，此外,，可以加入微量有強(qiáng)化晶界作用的元素如B,、Zr、Mg和稀土元素等,。O,、S、Bi,、Pb等元素在晶界存在會(huì)降低晶界的強(qiáng)度,，需要在合金冶煉過(guò)程中嚴(yán)加控制。 
（3）彌散強(qiáng)化彌散強(qiáng)化是耐熱鋼和高溫合金主要的強(qiáng)化手段之一,，在基體材料中析出細(xì)小,、彌散分布的堅(jiān)硬第二相粒子，能夠有效地阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng),，產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化效果,。耐熱鋼中主要依靠Mo、W,、Cr等碳化物形成元素的加入在鋼中析出MC,、M6C和M23C6等類型的碳化物，來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化效果,。在鎳基高溫合金中,，主要的彌散強(qiáng)化相則是金屬間化合物Ni3Al或Ni3Ti（γ‘相）。稀土元素Y在高溫合金中能夠形成彌散均勻分布的超細(xì)稀土氧化物Y2O3,，這種強(qiáng)化作用稱氧化物彌散強(qiáng)化,。 
（4）形變強(qiáng)化金屬加工變形后，位錯(cuò)密度升高,，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增大,，從而進(jìn)一步變形所需要的應(yīng)力增大。