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前言
第1章 耐热合金钢与马氏体耐热钢 1
1.1 火力发电技术的发展及其对材料的要求 1
1.2 耐热合金钢及其应用 4
1.2.1 概述 4
1.2.2 低合金(含1%～3%Cr)耐热钢 5
1.2.3 马氏体耐热钢 7
1.2.4 奥氏体耐热钢 10
1.2.5 其他耐热材料 13
1.3 12 Cr马氏体耐热钢 14
1.4 9 Cr马氏体耐热钢 14
1.4.1 T/P91 15
1.4.2 T/P92 16
1.5 马氏体耐热钢的发展与未来 17
1.5.1 铁素体耐热钢的发展进程 17
1.5.2 马氏体耐热钢的发展 23
参考文献 27
第2章 马氏体耐热钢的冶金物理基础 33
2.1 马氏体耐热钢的发展背景 33
2.2 合金元素及其作用 34
2.3 马氏体耐热钢的强韧化机理 41
2.4 合金碳化物与析出强化 46
2.4.1 常见的合金碳化物 48
2.4.2 时效处理与析出强化 51
2.4.3 马氏体耐热合金钢强韧化的其他途径 52
2.5 总结 56
参考文献 57
第3章 马氏体耐热钢的性能与应用规范 65
3.1 X20CrMoV12-1马氏体耐热钢 65
3.1.1 X20马氏体耐热钢相关的标准规范 65
3.1.2 X20的力学性能 68
3.1.3 X20的蠕变性能 69
3.1.4 X20的疲劳行为 73
3.1.5 X20的物理性能 74
3.2 T/P91耐热钢 75
3.2.1 T/P91相关的标准规范 76
3.2.2 T/P91的力学性能 78
3.2.3 T/P91的物理性能 78
3.2.4 T/P91的蠕变性能与应用性能 78
3.2.5 T/P91和X20 等比较 81
3.2.6 T/P91钢的应用 83
3.3 T/P92耐热钢 83
3.3.1 T/P92相关的标准规范及性能要求 84
3.3.2 T/P92的力学性能 85
3.4 其他马氏体耐热钢 87
参考文献 94
第4章 马氏体耐热钢的组织结构与亚结构 96
4.1 引言 96
4.2 马氏体耐热钢组织结构和亚结构 96
4.2.1 马氏体耐热钢的晶粒度 98
4.2.2 马氏体板条组织 100
4.3 马氏体耐热钢中的第二相及其结构 101
4.4 马氏体耐热钢中的碳化物M23C6 102
4.5 马氏体耐热钢中的碳氮化合物MX 104
4.5.1 马氏体耐热钢中的碳氮化合物MX及其成分和形态 104
4.5.2 MX的析出行为 106
4.6 Laves相 107
4.6.1 概述 107
4.6.2 Laves相析出和蠕变性能相关性 108
4.6.3 化学成分影响 111
4.7 Z 相 113
4.7.1 Z 相概述 113
4.7.2 化学成分对析出的影响 114
4.7.3 热处理的影响 115
4.7.4 蠕变对Z相析出的影响 116
4.7.5 热力学计算结果 117
4.8 δ-铁素体 121
4.8.1 马氏体耐热钢中δ-Fe相的产生及其影响 121
4.8.2 化学成分对δ-Fe相体积分数的影响 123
4.8.3 加工温度对δ-Fe相体积分数的影响 124
4.9 钢中C含量对碳化物析出行为的影响 125
参考文献 129
第5章 马氏体耐热钢的长期蠕变性能与服役行为 136
5.1 引言 136
5.2 蠕变规律和蠕变断裂理论 137
5.2.1 蠕变一般规律 137
5.2.2 蠕变断裂机制 139
5.3 蠕变特性和微观结构关系 144
5.3.1 马氏体耐热钢的组织结构状态和蠕变特性 144
5.3.2 蠕变和微观结构演变 149
5.3.3 蠕变损伤和蠕变断裂 156
5.3.4 组织结构演变的模型化 158
5.4 实际服役条件下X20耐热钢的性能和组织结构演变 162
5.4.1 长期服役X20主蒸汽管道的性能和组织结构 162
5.4.2 长期服役X20炉管的损伤行为与环境相关 175
5.5 9Cr马氏体耐热钢长期服役条件下的损伤行为 182
5.6 工程实际服役条件下蠕变行为的特殊性 183
参考文献 185
第6章 马氏体耐热钢的疲劳和蠕变-疲劳行为 189
6.1 引言 189
6.2 马氏体耐热钢的疲劳与蠕变交互作用 190
6.2.1 蠕变-疲劳的研究方法 190
6.2.2 蠕变-疲劳交互作用的主要影响因素 194
6.3 蠕变-疲劳交互作用的组织结构演变和断裂特征 202
6.3.1 蠕变-疲劳组织结构演变 202
6.3.2 蠕变-疲劳断裂物理特征 205
6.3.3 蠕变-疲劳裂纹扩展断裂力学模型 207
6.4 蠕变-疲劳寿命预测 212
6.4.1 寿命分数模型 212
6.4.2 延性损耗模型 213
6.4.3 断裂力学模型 215
参考文献 217
第7章 马氏体耐热钢长期服役组织结构演变与寿命相关性 223
7.1 铁素体耐热钢组织结构演变与分级物理基础 223
7.1.1 铁素体耐热钢的微观组织演变分级 224
7.1.2 碳化物粗化和粗化系数 225
7.1.3 晶界孔洞形成与分级 226
7.1.4 蠕变孔洞晶界比例A 参数 229
7.2 微观组织演变损伤图谱与Neubauer分级 231
7.3 性能减损和结构演变与寿命相关性 233
7.3.1 关于马氏体耐热钢材料寿命问题的研究 233
7.3.2 硬度变化和寿命关系 234
7.3.3 晶格常数 236
7.3.4 碳化物演变与寿命相关性 240
参考文献 244
第8章 马氏体耐热钢的寿命评价与失效 247
8.1 高温蠕变寿命及一些预测理论 247
8.1.1 持久强度计算及其可靠性问题 252
8.1.2 Larson-Miller参数 255
8.1.3 Z 参数 256
8.2 电站设备运行安全和寿命评估过程分析 257
8.2.1 电站运行安全与评价方法 257
8.2.2 设备寿命评价准则和方法比较 260
8.2.3 寿命评价案例 263
8.3 马氏体耐热钢异常服役行为和失效现象 267
8.3.1 焊接区失效 267
8.3.2 高温氧化 269
8.3.3 氢脆 278
8.3.4 异常服役行为及其破坏性 280
参考文献 2842100433B
马氏体耐热钢具有突出的高温性能和良好的加工性能，是能源动力领域高温高压设备中应用*为广泛的特种钢，也是高温高压设备更新换代的主选材料。马氏体耐热钢具有相似的组织结构，其特殊的板条马氏体组织和二次沉淀强化对材料的高温性能有显著贡献。马氏体耐热钢设备在高温高压条件下长期服役会造成材料性能减退和失效，因此马氏体耐热钢设备寿命评价是设备运行安全和管理重点关注的议题。本书不仅介绍了马氏体耐热钢的一般服役行为和损伤规律，也叙述了国际上有关马氏体耐热钢寿命评价的一般方法、相关寿命理论及其**进展。
你好，马氏体耐热钢采用常用的焊接方法都是可以焊接的，只是说需要注意焊接工艺。比如必须控制好预热和后热，甚至焊后的热处理，防止产生裂纹。常用的焊条电弧焊，氩弧焊都是可以焊接的。望采纳，谢谢。
大概5000元/吨左右。
在沈阳，地暖供热作为一项新技术正在许多新建楼盘被广泛推广和应用，其使用效果和施工现的一些问题如龟裂等都与地暖系统的设计密切相关。良好的设计是良好施工的基础，我们应当经过严密认真的计算与细致的研究做...
马氏体型耐热钢螺栓的热处理
马氏体型耐热钢螺栓的热处理
马氏体型耐热钢螺栓热处理所涉及的面很广,尤其是对热轧盘条进行低温球化退火必须重点控制,否则后续加工会增加困难。不同的热处理工艺得到的显微组织对42Cr9Si2和40Cr10Si2Mo钢的力学性能起着重要作用,为了减少高强度紧固件延迟断裂的危险,采用耐热钢制造发动机螺栓是最有效的措施之一。
耐热钢是什么？耐热钢的应用及正确选择全解析
耐热钢是什么？耐热钢的应用及正确选择全解析
在现代工业中，耐热钢因其卓越的高温强度和化学稳定性而被广泛应用。这种合金钢分为抗氧化钢（也称高温不起皮钢）和热强钢两类，分别用于不同需求的高温环境下。
马氏体不锈钢，是通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢。
在众多类型的钢材中，耐热钢因其卓越的高温性能而脱颖而出。这里给大家详细介绍耐热钢的分类、特性及应用领域，帮助您更好地了解这种高性能材料。
什么是耐热钢？
耐热钢是指在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好耐热性能的一类钢材。自1952年起，我国开始生产耐热钢，这类钢材广泛应用于锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉及航空、石油化工等领域，在高温环境下工作的零部件制造中发挥着重要作用。
耐热钢的应用需求
耐热钢部件不仅需要具备高温强度和抗高温氧化腐蚀的能力，根据具体用途还要求有良好的韧性、可加工性、焊接性和一定的组织稳定性。这些特性使得耐热钢成为高温环境中不可或缺的材料。
耐热钢的分类
1、性能分类
抗氧化钢（不起皮钢）：
主要用于抵抗高温下的氧化作用，适用于对表面光洁度要求较高的场合。
热强钢：
在高温下不仅具有良好的抗氧化性能，还能保持较高的强度，适合制造承受较大应力的高温部件。
1、正火组织分类
奥氏体耐热钢：
含有较多的镍、锰、氮等元素，能在600℃以上的温度下保持良好的高温强度和组织稳定性，且焊接性能优异。
马氏体耐热钢：
含铬量一般为7～13%，在650℃以下表现出较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽腐蚀能力，但焊接性较差。
铁素体耐热钢：
富含铬、铝、硅等元素，形成单相铁素体组织，抗氧化性和耐高温气体腐蚀能力强，但高温强度较低，室温脆性大，焊接性不佳。
珠光体耐热钢：
主要合金元素为铬和钼，总量不超过5%。这类钢在500～600℃范围内表现出良好的高温强度和工艺性能，价格相对较低，广泛应用于制作600℃以下的耐热部件，如锅炉钢管、汽轮机叶轮等。
如何选择合适的耐热钢？
1、明确使用条件：
根据具体的高温环境和工作要求选择合适的耐热钢类型，例如是否需要高强度或良好的抗氧化性。
2、考虑加工与焊接性：
不同类型的耐热钢在加工和焊接方面有不同的表现，选择时需综合考虑实际操作的便利性。
3、成本效益分析：
在满足技术要求的前提下，评估不同耐热钢的成本效益，选择性价比最高的材料。
耐热钢的耐高温腐蚀性能
耐热钢经常处于高温复杂的腐蚀性环境中工作。耐高温腐蚀是耐热钢的一项很重要的性能要求。高温腐蚀是材料在高温下与各类气体环境发生的反应。主要的高温气体腐蚀形式有：高温氧化、硫化、氮化、碳化等形态。另外还有高温熔盐服饰、高温液态金属腐蚀等。
金属和氧的亲和力大时，且氧在晶铬内溶解度达到饱和时，就在金属表面上形成氮化物。一旦形成了氧化膜，氧化过程的继续进行将取决于两个因素：（a）界面反应速度，包括金属/氧化物界面及氧化物/气体两个界面上的反应速度；（b）参加反应的物质通过氧化膜的扩散速度。在一般情况下，当金属的表面与氧起始反应生产极薄的氧化膜时，界面反应起主导作用，即界面反应是氧化膜生成的控制因素。但随着氧化膜的生长增后，扩散过程将逐渐起着越来越重要的作用，成为继续氧化的控制因素。金属表面形成的氧化膜一般是固态，但是根据氧化膜的性质不同，在较高温度下，有些金属的氧化物是液态，有的还是气态的。
在耐热钢中加入铬、铝、硅和稀土元素等，与氧形成一层完整致密具有保护性的氧化膜。在金属表面施加涂层也是提高抗高温氧化能力的重要方法。如在耐热钢表面渗铝、渗硅或铬铝、铬硅共渗都有显著的抗氧化效果。
高温硫化是一种比纯氧化更严重的高温腐蚀形态，因为硫化物膜比氧化膜的缺陷浓度大，更容易开裂和剥落，特别是硫化物的熔点低，蒸汽压高，多数硫化物共晶点低。硫化时，硫的存在形式对高温硫化速度有影响。气相的硫可能是以硫蒸汽、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢和有机硫化物等形态存在。当硫和氧同时存在时，在金属表面上常形成氧化物和硫化物的混合锈层产物，这种锈层比在H2S或有机硫以及硫蒸汽中产生的硫化物的保护性好。
由于硫化与氧化相似，因此，氧化的基本理论和纺织氧化的基本措施都适用于硫化。在钢中加入铬、铝、硅等合金元素都可以在一定程度上防止或减缓高温硫化。
氮化与氧化和硫化不同，其产生的失效形式也有所不同。氮化时其最终产物可以全是氮化物层，但该层耐水溶液腐蚀性能很差，或者由于氮扩散到金属中去而降低金属的塑性，当在金属表面不能形成一层连续的氮化物层时，该层很翠。因此，对基本几乎无任何的保护作用。所以，在金属表面一旦形成氮化，将显著地降低金属材料的综合性能。
铁、铬、铝、钛等元素很容易形成氮化物；镍、铜等元素即使在高温下也不形成稳定的氮化物。因此，镍、铜等元素对抑制氮化是有作用的。在混合气氛中（如含有硫的气氛），由于镍易被硫化，因此，镍也是不能抑制氮化的。但在实际工程中，高镍铬的材料仍是抗高温氮化的最佳材料。材料的预氧化对提高其抗氧化性能有一定作用，对不锈耐热钢，效果尤为明显。
高温碳化是材料暴露于高温下含碳的气体或液态环境中由于气体与材料表面发生高温反应，吸附在其表面上那一部分碳原子产生的表面增碳现象。金属表面吸收大量的谈，碳连续不断地渗入金属内部，当超过了碳在金属中的溶解度，高温下降形成许多不稳定的碳化物、析出石墨等，这就大大地降低了材料的耐腐蚀性能和综合力学性能。特别是不锈钢和耐热钢，由于碳化，在钢中出现大量的碳化铬，从而造成钢的贫铬，使耐腐蚀性能及抗高温氧化性能显著降低。碳化是一种危害很大的高温腐蚀形态，但它不像高温氧化和硫化那样普遍。
使用高合金的耐热钢是解决高温碳化的重要途径。在工程中常用25Cr-20Ni钢和25Cr-35Ni钢来制造高温裂解炉的炉管，效果很好。硅是提高钢抗高温碳化的有利元素之一，但它在钢中的含量不宜超过2%。碳化物稳定元素铌、钛、钨等对提高抗高温碳化性能是有利的。改变气氛的成分能改变碳化条件，改善高温碳化的环境。
氢腐蚀是高温腐蚀形态之一。一般发生在露点以上的高温高压氢环境中，如合成氨的生产和石化工业中的加氢装置等都是在高温高压氢环境中进行的。
氢腐蚀是指高温下钢中首先发生脱碳现象，即钢中的碳化物分解，在钢的表面上形成脱碳层，从而严重地降低钢的力学性能。钢中碳化物分解形成的碳原子在高温高压的氢环境中与氢反应生成甲烷气体。氢腐蚀是一种不可逆的氢损伤形态。
钢中碳含量与氢腐蚀有直接关系。钢中碳含量增加，是钢的抗氢腐蚀性能变坏。在氢腐蚀条件下，选择含碳两地的钢是有益的。在钢中加入能形成稳定性高的碳化物的合金元素，如铬、钼、钨、钛、铌等是提高钢的抗氢腐蚀的主要措施。
热腐蚀是金属材料在高温含硫的燃气工作条件下与沉积在其表面上的盐发生的反应引起的高温腐蚀形态。最典型的实例是在含氯化纳的大气与含硫的油料燃烧时沉积在其表面上的硫酸钠引起高温腐蚀。
环境中的硫与氯化钠是导致产生热腐蚀的主要环境因素。硫主要来自燃料，而氯化纳主要来自大气，当一旦形成硫酸盐类时，会加速材料的热腐蚀过程。燃料中的硫含量及燃烧用的空气中的氯化纳含量是影响热腐蚀的主要环境因素。因此，提高燃料的质量，减少燃料中杂志含量是减缓热腐蚀的重要措施。提高合金元素氧化物的稳定性是抗热腐蚀的主要因素。材料中含有钨、钼、钒等合金元素易于形成酸性熔融热腐蚀，特别是番，它对热腐蚀的影响较大。但材料中含有铬、铝等合金元素对材料的抗热腐蚀极为有利。一方面他们能与氧形成保护性良好的氧化膜，也可能形成尖晶石型复合氧化膜，这对提高材料的抗热腐蚀性能有很大好处。在材料中加入稀土元素等微量元素也能提高材料的抗热腐蚀能力。在材料表面涂覆高温涂层是提高材料抗热腐蚀的重要措施。在航空发动机叶片表面上涂高温涂层，能显著地提高叶片抗热腐蚀能力。2100433B
马氏体耐热钢简介