铁基高温合金耐蚀合金种类

铁基高温合金是以铁为基体的用于600~800℃温度下的奥氏体合金,它与奥氏体耐热钢并无严格区分,通常铁基高温合金的碳含量≤0.10%.它是在18-8CrNi等不锈钢的基础上发展来的。

根据铁基合金强化途径及显微组织不同,铁基合金可分为三类:即固溶强化的铁基板材合金、碳化物强化的铁基高温合金、金属间化合物强化的铁基高温合金。固溶强化型铁基高温合金成分简单,但强化效应较差,一般在低应力,700~950℃下使用,这类铁基合金多以板材使用。碳化物强化的铁基高温合金,由于高温下碳原子容易扩散,而使碳化物很快聚集长大失去强化作用,合金使用温度-一般不大于650℃.金属间化合物y’相沉淀强化的铁基合金,一般在约750℃下使用。

合金元素作用

铬可提高铁基合金高温下的抗氧化腐蚀性能,它在合金中含量≥12%,在低应力使用温度高(700~950℃)的铁基板材高温合金中Cr量可高达约20%.此外Cr还对基体 γ 相起着固溶强化作用。

W和Mo为基体合金中主要固溶强化元素,有一部分W和Mo则生成碳化物,通常铁基高温合金中W和Mo的总量约为4%~8%,但W、Mo和Cr都是铁素体稳定化元素,故含量不能太高。

镍是形成和稳定奥氏体的主要元素,并形成Ni3(Ti、Al)沉淀强化相,有利于合金的高温抗氧化腐蚀性能的提高。

铁基高温合金中一般含镍量为25%~45%.铝、钛和铌是γ’相(Ni3Al、Ti)和y”相(NigNb)强化所需的元素,由于铁基高温合金的高温稳定性较差,故合金中Al、Ti和Nb的总量不超过7%.碳在合金中含量一般<0.1%,其作用是脱氧,并形成MC(NbC、TiC、ZrC和VC)和M23C6等碳化物。

硼、锆、铈、镁等微量元素在铁基合金中被广泛用作晶界强化元素,改善合金的热加工性能,提高持久强度或塑性,以及消除持久缺口敏感性等。

微量的氮可以起部分固溶强化和氮化物弥散析出强化作用,但过量后会形成大块夹杂MN或M(CN),降低合金的机械性能。硅在铁基高温合金中一般含量不高,因为Si易于形成脆性硅化物。

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