1. 鐵素(su)體形(xing)成元素(su)
鉻、鋁(lv)、硅這些鐵素(su)體形(xing)成的(de)元素(su),在高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下能(neng)促使(shi)(shi)金屬表面生(sheng)成致密的(de)氧化(hua)膜,防(fang)止繼續氧化(hua),是提高(gao)(gao)(gao)鋼(gang)的(de)抗氧化(hua)性和抗高(gao)(gao)(gao)溫(wen)氣體腐蝕的(de)主(zhu)要元素(su)。但鋁(lv)和硅含量(liang)過(guo)高(gao)(gao)(gao)會(hui)使(shi)(shi)室(shi)溫(wen)塑(su)性和熱(re)塑(su)性嚴重惡化(hua)。鉻能(neng)顯(xian)著(zhu)提高(gao)(gao)(gao)低(di)合金鋼(gang)的(de)再(zai)結晶溫(wen)度,含量(liang)為2%時,強化(hua)效果最(zui)好。
2. 奧氏體(ti)形成和穩定元素
鎳、錳可以形成和穩定奧氏體。鎳能提高奧氏體鋼的高溫強度和改善抗滲性。錳雖然可以代鎳形成奧氏體,但損害了耐熱鋼的抗氧化性。
3. 擴(kuo)大(da)和穩定奧氏體元素
釩(fan)、鈦、鈮是強(qiang)碳化物形成(cheng)元素(su),能(neng)形成(cheng)細小(xiao)彌散的(de)碳化物,提高(gao)(gao)鋼的(de)高(gao)(gao)溫強(qiang)度。鈦、鈮與(yu)碳結(jie)合還可防止奧氏體鋼在高(gao)(gao)溫下或焊后產生晶間腐蝕(shi)。
碳、氮可(ke)擴大和穩定奧氏體,從而提高耐熱(re)鋼(gang)的(de)高溫強度。鋼(gang)中含鉻、錳(meng)較多時,可(ke)顯著提高氮的(de)溶解度,并可(ke)利(li)用氮合金化以(yi)代(dai)替價格較貴(gui)的(de)鎳。
4. 鋼中微量元素的作用
硼、稀土均為耐熱(re)鋼(gang)中的(de)微量元素。硼溶入固溶體(ti)中使晶體(ti)點陣發生畸變,晶界(jie)上的(de)硼又能阻止元素擴(kuo)散和晶界(jie)遷移,從而提高(gao)(gao)鋼(gang)的(de)高(gao)(gao)溫強度;稀土元素能顯著提高(gao)(gao)鋼(gang)的(de)抗氧化性(xing),改善(shan)熱(re)塑性(xing)。
耐熱鋼在(zai)高(gao)溫下長時間受(shou)力必然要(yao)(yao)發(fa)生形變,因而對耐熱材料的基本要(yao)(yao)求(qiu)之一(yi)是(shi)在(zai)高(gao)溫下要(yao)(yao)有足(zu)夠的強(qiang)度(du),如持(chi)久強(qiang)度(du)、疲(pi)勞強(qiang)度(du)等(deng);另外(wai),由(you)于鋼件表面和高(gao)溫空(kong)氣、燃氣、蒸汽(qi)等(deng)接觸,鋼件就可能發(fa)生氧化或(huo)遭受(shou)腐蝕,因而就要(yao)(yao)求(qiu)耐熱材料在(zai)高(gao)溫下必須要(yao)(yao)具有足(zu)夠的化學穩定性。