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    耐高溫鑄件應用的環境
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    耐熱鋼是指具備高溫抗氧化性和高溫強度的鋼。高溫抗氧化性是確保產品工件在高溫下長久工作中的關鍵標準。鑄鐵件在高溫氣體等空氣氧化自然環境中,氧與鋼表層產生化學變化轉化成多種多樣化合物層,該金屬氧化物層很松散,失去鋼的原來特點,非常容易掉下來。為了更好地提升鋼的高溫抗氧化性,向鋼中添加鋁合金原素,進而更改金屬氧化物的構造。常見的鋁合金原素有鉻、硅、鋁等。他們與氧反映,在鋼的表層上轉化成高密度的、平穩的金屬氧化物層,換句話說鈍化處理層Cr2O3、SiO2或是Al2O3等,以維護鋼不會再再次空氣氧化。鉻、硅、鋁添加量多,鋼的高溫抗氧化性好,可是若硅、鋁添加量過多,鋼的物理性能和工藝性能下降。因此,耐熱鋼以鉻為關鍵鋁合金原素,以硅、鋁為輔助原素,總而言之,鋼的高溫抗氧化性只與成分相關。高溫強度是指鋼在高溫下可以長期維持承擔機械設備荷載的工作能力。鋼在高溫下承擔機械設備荷載一是變軟,即強度隨溫度上升而減少。二是應力松弛,即在穩定地應力的功效下,塑性形變量隨時間增加而遲緩擴大,鋼在高溫下的塑性形變是由晶內移動和晶界移動導致。提升鋼的高溫強度,一般選用細晶強化方式。也是向鋼中添加鋁合金原素,提升原子間的結合性及產生有益的機構。添加鉻、鉬、鎢、釩、鈦等,可加強鋼的基材,提升加工硬化溫度,還可產生加強相滲碳體或金屬材料間化學物質,如Cr23C6、VC、TiC等。這種加強相在高溫下平穩,不融解,不集聚成長,并維持其強度。添加鎳元素,主要是為了更好地獲得馬氏體。馬氏體比金相組織中的分子排序密切,原子間結合性強,分子蔓延較難。因此馬氏體的高溫強度不錯。由此可見,耐熱鋼的高溫強度不但與成分相關,并且還與機構相關。起早在加熱爐和熱處理爐中應用的原材料是高碳鋼,應用的溫度一般在200℃上下,工作壓力僅為0.8MPa。直至應用的加熱爐用高碳鋼,如40g,應用溫度都不超出450℃,壓力不超過5MPa。伴隨著各種動力系統的應用溫度持續提升,壓力快速提升,當代耐熱鋼的應用溫度已達到700℃,應用的自然環境也越來越更為繁雜與嚴苛。耐熱鋼的應用溫度范疇為200~1300℃,壓力為幾Mpa到幾十Mpa,辦公環境從單純性的空氣氧化氛圍,發展趨勢到硫化橡膠氛圍、混和氛圍及其光熱發電和液金屬材料等更繁雜的自然環境。


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