TAG：耐熱鋼，耐熱不銹鋼，化學元素作用性

        不管是耐熱合金鋼還是耐高溫合金，乃至耐熱不銹鋼，都因含有不同的化學元素而具有自身標志性的材料性能，而包括鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）、鎢（W）、釩（V）、硅（Si）、鋁（Al）、鈦（Ti）、鈮（Nb）、硼（B）、鈷（Co）、錳（Mn）、碳（C）、氮（N）、稀土（Re）、銅（Cu）、鐵（Fe）等這么多的元素，在每款材料中到底起著什么樣的作用？

        其實我們籠統來說的話，大家或許會豁然開朗，先拿磷和硫來說，除非對車削性能要求高的材料之外，一般材料不會要求含有這兩款有害的雜質元素。鉻、鋁、硅和稀土元素能提高耐熱鋼的抗氧化性能。鉻、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鈷、硼、稀土等能提高或改善耐熱鋼的熱強性。鐵為耐熱鋼的基本元素。鎳和錳的作用主要是獲得奧氏體組織。現在我們來具體介紹一下主要合金元素在耐熱鋼中的作用。

        鉻（Cr），該元素是耐熱鋼中抗高溫氧化和抗高溫腐蝕的主要元素，并能提高耐熱鋼的熱強性。耐熱鋼的抗高溫腐蝕性能與其含鉻量有一定的關系。因此常用的耐熱鋼的鉻含量應不低于12%。

        鎳（Ni）是耐熱鋼中的重要合金元素之一，這在耐熱不銹鋼起到的作用是無可替代的。為了使鋼在室溫下獲得純奧氏體組織，其中鎳含量不低于25%。但當鋼中含有其他合金元素時，為獲得純奧氏體組織，鎳含量可適當減少。例如，當鋼中含碳量0.1%含碳量為18%時，為了獲得鋼的純奧氏體組織，含鎳量為8%即可，這就是典型的18-8型奧氏體耐熱不銹鋼。當鋼中含有其他鐵蘇體形成元素時，為獲得純奧氏體組織，含鎳量就要增加，如不增加鎳含量，或降低鎳含量，就會出現雙向組織，或出現不穩定的奧氏體組織，冷加工時可能產生相變（奧氏體組織轉變為馬氏體組織）。

        鉬（Mo）,這個元素為難熔金屬，熔點高（2625℃）。對提高耐熱鋼的熱強性有較好的作用，其實對耐腐蝕也是有幫助的。

        鈷（Co）在奧氏體型耐熱鋼中的作用與鎳的作用類似，同樣的，在耐熱不銹鋼鐘出現的比較多，在鉻鎳奧氏體型耐熱鋼中加鈷對提高該鋼的耐高溫腐蝕性能是有利的。鈷是一種稀有而昂貴的金屬，應當節約使用。

        鎢（W），和鉬元素一樣，這個元素也是為難熔金屬，熔點高（3380℃）。加鎢可提高固溶體的熱強性。

        釩（V）為難溶金屬，熔點高（1910℃）釩是提高鐵素體型耐熱鋼的熱強性的有效元素，釩也在奧氏體型耐熱鋼中獲得應用，但凡含量一般在0.3%～0.5%之間。

        硅（Si），在耐熱鋼中是抗高溫腐蝕的有益元素，同時，在鋼中加入硅也能改善它在室溫條件下工作的性能。耐熱鋼中的硅含量一般不超過2%。

        鋁（Al）是耐熱鋼中抗氧化的重要合金元素，，耐熱鋼中的鋁含量一般不超過6%。

        鈦（Ti），該款元素可是一款價值不菲的合金，它是強碳化物形成元素之一，目的是防止間接腐蝕。

        鈮（Nb）也是強碳化物形成元素，鈮的碳化物在高溫下十分穩定，只比鈦的碳化物略為遜色。由于鈮具有良好的熱強性，因此鈮在體合金耐熱鋼和高合金耐熱鋼中獲得了廣泛的應用。高合金耐熱鋼中的鈮含量一般為1%～2%。

        硼（B）與氮（N）和氧（O）都有很強的親和力，鋼中微量硼（0.001%）就可以成培地提高其淬透性。在珠光體耐熱鋼中，微量硼可以提高鋼的高溫強度；在奧氏體耐熱鋼中加入0.025%硼可以提高其抗蠕變性能，但彭含量較高時，其作用相反。加入硼強化晶界對增強耐熱鋼的持久強度十分重要。硼原子主要分布在晶界上，因此硼對強化晶界起著重要的作用。

        錳（Mn）是良好的脫氧劑和脫硫劑，它使鋼形成和穩定奧氏體組織的能力僅次于鎳，以錳代鎳的耐熱鋼，有廣泛的用途。錳對鋼的高溫瞬時強度雖有所提高，但對持久強度和蠕變強度則沒有什么顯著的作用。
 

        碳（C）是鋼中不可缺少的元素。碳在鋼中的強化作用與它形成的碳化物的成分和結構有著密切的關系，其強化作用也與溫度有關。隨著溫度的升高，由于碳化物的聚集，強化作用有所下降。鋼中碳含量增加，會降低鋼的塑性和可焊性。因此除強度要求較高的鋼中外，一般奧氏體型耐熱鋼中的碳含量都控制在較低的范圍內。

        氮（N）作為合金化元素在奧氏體型耐熱鋼中的作用與碳有些類似。在鉻鎳奧氏體型耐熱鋼中含氮可提高鋼的熱強性，幾乎對脆性無影響。其原因可能是由于析出彌散的氮化物所致。

        稀土元素對提高耐熱鋼的抗氧化性能有較明顯的作用。稀土元素的氧化物可以增加基體金屬與氧化膜之間的附著力，因為稀土氧化物對基體金屬有“釘扎”作用。稀土元素對鋼的晶粒度細化有一定的作用。稀土元素與氧、硫、磷、氮、氫等的親和力都很強。是很好的脫氧、去硫和清除其他有害雜質的氣體添加劑。稀土元素能提高耐熱鋼的抗蠕變性能。本文由模具鋼專業供應商—昆山市龍拓金屬制品有限公司（www.fantast.cn）07月19日訊。   

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