奧氏體耐熱鋼
奧氏體耐熱鋼
奧氏體耐熱鋼(austenitic heat-resisting steel)
i. 低碳 多在0.1%以上，可達0.4%。要利用碳形成碳化物來保持高的熱強性。
iii.加入鎢、鉬等 提高再結晶溫度，並析出較穩定的碳化物提高熱強性。
iv.加入釩、鈦、鋁等 形成穩定的第二相，提高熱強性。第二相有碳化物（如VC等）和金屬間化合物[如Ni（Ti，Al）等]兩類，後者強化效果較好。
按其合金元素組成可分為鉻-鎳、鉻-鎳-氮、鉻-錳-鎳-氮、鉻-錳-氮、鐵-錳-鋁等不同系列：
(1)鉻-鎳系。是這類鋼中應用最廣，牌號最多的系列，以其不同的鉻、鎳含量配比，滿足不同溫度檔次的需要，隨著鉻鎳含量的增高，抗氧化性及高溫強度隨之提高。根據需要在鋼中加入固溶強化元素(鎢、鉬)，碳化物形成元素(釩、鈮、鈦)及微量元素(硼、鋯、鎂、稀土等)以進一步提高鋼的熱強性。
最典型牌號是1crl8Ni9，在此基礎上演變的0Crl8NillTi、0Crl8NillNb、Crl7Nil2Mo2等可分別用於600～650℃鍋爐管，850℃左右並承受一定應力的石油化工用各種板管材料，如加熱爐管、熱交換器管、燃燒室筒體、爐罩等。適當提高鉻鎳含量形成了Cr23Nil3鋼，用於1000℃左右的爐用耐熱構件，1cr25Ni20(Si2)是用於1000～1200℃範圍內世界各國普遍採用的耐熱鋼牌號。為了提高耐熱鋼的抗滲碳性及熱強性，國外發展了Cr21Ni32AlTi(Incoloy800)，用於石化及核能工業。Cr14N|14W2Mo、OCrl5Ni一25Ti2MoAlVB、1Cr22Ni20Co20Mo3W3NbN等鋼中加入較多的強化元素鎢和鉬，提高了熱強性，前者用於承受負荷較高的排氣閥材料，后兩牌號用於700～750℃高溫汽輪機轉子、螺栓、葉片等。
(2)鉻-鎳-氮系。為了節約鎳，同時提高鋼的高溫強度，在鋼中加入氮，中國發展了3Crl9Ni4N、3Cr-24Ni7SiN(RE)等牌號，前者可代替1crl8Ni9，後者可代替lCr23Nil3、lCr25Ni20及HK40(4Cr25Ni20)，3cr24Ni7SiN(RE)已列入中國國家標準而廣泛應用，2Cr22Nil2N為引進鋼種，用於汽油機及柴油機排氣閥。
(3)鉻-錳-鎳-氮和鉻-錳-氮系。同時在鋼中加入錳和氮，可節省大量的鎳，國內外均發展了不少牌號，如5Cr21Mn9Ni4N為典型閥門鋼，大量用於經受高溫強度為主的汽油及柴油機排氣閥。在此基礎上加入鎢、鉬、釩、鈮可進一步提高高溫強度，用於承受更大負荷的排氣閥，如中國的Cr21Mn9WNbN、Cr21Mn-10MoVNbN等。2Cr20Mn9Ni2Si2N、3Crl8Mnl2Si2N為中國自己發展的鋼種，有較好的高溫強度，並具有良好的抗氧化性及抗滲碳性，可用作弔掛支架、滲碳爐內構件、加熱爐傳送帶、料盤等，前者抗氧化優於後者，還9ao奧可用作鹽浴坩堝及其他爐用材料。與鉻鎳鋼相比，鉻-錳-氮和鉻-錳-鎳-氮鋼強度較高，但由於鋼中加入了較多的錳，對高溫抗氧化性帶來不利的影響，抗氧化性不如鉻-鎳系耐熱鋼。
(4)鐵-錳-鋁系。這類鋼完全不含鉻鎳，以錳碳形成奧氏體基體，靠鋁解決高溫抗氧化問題。早在1934年德國首次發表了鐵-錳-鋁系鐵角相圖，發現了含碳的鐵-錳-鋁系存在一個穩定的奧氏體相之後，鐵-錳-鋁系奧氏體耐熱鋼的研究逐漸得到重視。20世紀60年代初，為了節約鎳鉻，中國開始了鐵-錳-鋁系耐熱鋼的研究，借鑒國外的經驗，發展了Mn30A19型耐熱鋼，用於700～950℃的爐用構件。為了節約合金元素，針對950℃以下爐用耐熱鋼的要求，開發了性能優於Mn30A19型的6Mnl8A15型的耐熱鋼，合金元素節約了40%，改善了工藝性能。中國牌號6Mnl8A15Si2Ti為爐用鋼，6Mnl8A15SiMoTi、6Mnl8A15SiMoV為閥門鋼。2Mnl8A15SiMoTi(2Mnl8A15Si2Ti)為雙相鋼，可以生產鋼管，用來代替1Crl8Ni9。在生產鐵-錳-鋁系鋼變形材時，需經電渣重熔，以保證質量和成材率。這些牌號60～70年代在中國曾得到了應用和推廣，後來由於鎳鉻資源易於得到，同時也因使用性能的局限性而使用較少。