国外低温设备用钢，以高铬镍为主，其次用镍钢，铜，铝。

　　18-8奥氏体不锈钢

　　4) 铬镍奥氏体不锈钢 



　　15Mn25Al4 其中Mn是形成A的基本元素，Al作为不乱A的元素。

　　3) 高锰奥氏体钢

　　9% -200℃

　　3.5% -100℃

　　2.25% -60℃

　　2) 镍钢

　　16MnDR -40℃ 机械机能优于一般低碳钢

　　1) 低合金低温用钢

　　常用低温用钢

　　低温钢均匀含碳量0.08～0.18%，单相F组织，加入适量的Mn,Al,Ti,Nb,Cu,V,N等元素改善钢的综合机械机能。

　　深冷分离，空分，液化气贮罐低温使用。

　　7. 低温用钢

　　有较高的抗拉强度，较低屈服点，极好的塑性和韧性，焊接机能和冷弯成型机能好，用来制造贮罐，塔器，反应釜，应用最广。

　　铬镍不锈钢——1Cr18Ni9 18-8不锈钢

　　0Cr13,Cr17Ti F组织，有良好塑性

　　铬不锈钢——1Cr13多用作化工机器中受力大的耐蚀零件，如轴，活塞杆，阀件，螺栓，浮阀等

　　是不锈钢(耐大气)和耐酸钢(不锈)的总称，

　　6. 不锈耐酸钢

　　——12CrMo,Cr5Mo,1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni20

　　热强钢

　　——Cr13SiAl,Cr25Ti,Cr17Ti,Cr25Ni2

　　常用的抗氧化钢

　　20号钢在540℃下于氧化性气体中，因氧化强度只有50MPa。由于石墨化。

　　在原油加热，裂解，催化设备中，常用到很多能耐高温的钢材。如裂解炉管，要求承受650～800℃高温。

　　5. 低合金热强钢

　　焊接

　　大型化工容器材料采用16MnR，生量比碳钢可减轻1/3。用15MnV制造球形贮罐，与碳钢比拟节省45%。

　　低合金钢可轧制成各种钢材，如板材，管材，棒材和型材等。它广泛用于制造远洋轮船、大跨度桥梁，高压锅炉，大型容器，汽车，矿山机械及农业机械等。

　　低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P等合金元素构成的，它的含碳量较低，多数小于0.2%。其组织多数仍为F+P。因为少量合金元素的加入可以大大进步钢材的强度，并改善了钢材的耐侵蚀机能和低温机能。

　　4. 普通低合金结构钢

　　A3g A3R 15g 20g，冲击韧性好，金属表面和内部缺陷少

　　(2) 专用碳素钢

　　20号钢含碳量比10号钢多一倍，强度高，屈服极限σs和强度极限σb高20%，时效敏感性低，多采用20号钢

　　10号和20号无缝钢管

　　(1) 优质碳素结构钢

　　承压元件主要使用低碳钢，由于塑性、韧性、加工工艺性和可焊性好

　　三、锅炉与压力容器常用碳素钢

　　高硬度和耐磨性，制造刀具、量具、模具

　　3 碳素工具钢(T)

　　含碳量高：弹簧、钢丝绳

　　含碳量中：齿轮、轴

　　含碳量低：钢板、容器、螺钉、螺母

　　按机械机能和化学成分供给

　　2 优质碳素结构钢

　　甲类钢：按机械机能供给(A)，钢板，角钢等

　　1 普通碳素结构钢

　　用途：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢

　　化学成分：高(含碳量在于0.65%)、中(含碳量0.25-0.65%)、低碳钢(含碳量小于0.25%)

　　二、碳钢的分类

　　氢脆

　　8 氢的影响

　　进步强度、硬度，降低塑性

　　7 氮的影响

　　降低强度、塑性

　　6氧的影响

　　冷脆性

　　5 磷的影响

　　热脆性

　　4 硫的影响

　　脱氧

　　3 硅的影响

　　脱氧(FeO)脱硫，改善热加工机能

　　2 锰的影响

　　碳增加，强度增大，塑性减少，可焊性变差，时效敏感性降低

　　1 碳的影响

　　一、碳素钢中主要成分对机能的影响

　　3. 碳素钢

　　18-8型铬镍奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti，高温强度高，抗氧化性强，且具有很高的韧性和较好的加工工艺性

　　3 奥氏体不锈钢

　　12Cr2MoWVTiB和12Cr3MoVSiTiB，特点：合金数目多而量少，高温强度高，抗氧化性强

　　2 低合金贝氏体热强钢

　　15CrMo和12Cr1MoV，结晶强化，沉淀强化

　　1 低合金珠光体热强钢

　　低合金热强钢和奥氏体不锈钢

　　二、工作温度高于500℃的钢材

　　18MnMoNb和14MnMoNbB正火加回火，有良好的低温韧性

　　屈服强度σs为600Mpa以上

　　3 马氏体型调质高碳钢

　　14CrMnMoVB延缓奥氏体分解，得到贝氏体，增加强度

　　屈服强度σs为500-700Mpa

　　2 低碳贝氏体类型钢

　　16Mn，15MnV，15MnVN加入合金元素，固溶强化，结晶强化作用

　　屈服强度σs为300-450MPa

　　1 铁素体-珠光体结构钢

　　碳素钢和低合金结构钢

　　一、工作温度低于500℃的钢材

　　2. 锅炉与压力容器用钢的分类

　　要求冷加工性(冷态弯曲)和焊接性

　　4 具有良好的加工工艺性

　　要求材料在高温前提下的氧化侵蚀速度小于0.1mm/a

　　3 具有良好的的高温抗氧化性

　　长期高温下不发生组织变化

　　2 具有良好的高温组织不乱性

　　通常以持久强度为设计依据，保证在蠕变的前提下安全运行

　　1 具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性

　　二、用以制造高温承压元件的钢管

　　(5)钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、松散等缺陷尽可能减少(防止裂纹的产生)

　　(4)良好的低倍组织

　　(3)材料具有良好的塑性(碳钢和碳锰钢δs不低于16%，合金钢δs不低于14%)

　　(2)适当的焊接材料和焊接工艺

　　(1)材料中碳确当量值(保证材料具有较好的可焊性)

　　在选材料时需考虑

　　其中(1)、(2) 均会产生裂纹

　　(2)在焊缝内产生各种缺陷

　　(1)降低热影响区材料的韧性、塑性

　　因为焊接热轮回作用，会

　　4 良好的加工工艺机能和焊接机能

　　制造过程中，开孔和焊接会产生局部应力集中，要求材料有较低的缺口敏感性，以防止产生裂纹

　　3 较低的缺口敏感性

　　(2)选用韧性更高的材料，以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。(要求温度比无塑性转变温度NPT高一定数值，例如元件的设计应力为屈服极限σs一半时，要高17℃

　　(1)选器具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生，要求如上表所示

　　因为容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段，相应两种防止断裂方法

　　时效就是钢材经冷加工变形后，在室温或较高温度下，冲击韧性随时间变化。通常在200-300℃，冲击韧性值明显降低。一般要求下降率不超过50%。

　　(2)还需要考虑时效韧性

　　>=60 >=35

　　20℃ -40℃

　　冲击韧性值αk(N·m/cm2)

　　压力容器用钢的冲击韧性要求

　　(1) 材料的韧性通常用冲击韧性值αk表示。

　　材料需具有足够的韧性防止脆性断裂，在考虑强度的同时也不能忽略韧性，

　　通常以屈服极限σs和强度极限σb为设计依据，要求有较大的σs和σb良好的韧性机能

　　1 有较高的室温强度

　　具有特点：

　　一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管

　　按工作前提分为两大类：

　　1. 锅炉及压力容器对钢材机能的要求

　　[编纂本段]耐热钢焊接工艺

　　奥氏体抗氧化钢大多采用高温固溶热处理，以获得良好的冷变形性。奥氏体热强钢则先用高温固溶处理，然后在高于使用温度60～100℃前提下进行时效处理,使组织不乱化，同时析出第二相，以强化基体。耐热铸钢多在铸态下使用，也有根据耐热钢的种类采用相应的热处理的。

　　铁素体钢不能通过热处理强化。为消除因冷塑性变形加工和焊接所导致的内应力，可在650～830℃进行退火处理，退火后快速冷却,以便迅速地经由475℃脆性温度范围。

　　热处理 珠光体热强钢通常经正火或调质后使用；马氏体耐热钢用调质处理，以不乱组织，得到良好的综协力学机能和高温强度。

　　锻造 某些高合金耐热钢难以加工变形，出产铸件不仅比轧材合算，而且铸件还有较高的持久强度。所以在耐热钢中耐热铸钢据有相称大的比例。锻造方法除采用砂型锻造外，还可用精密锻造工艺以获得表面光滑、尺寸精确的产品。对合成氨和乙烯裂解用的高温炉管往往采用离心锻造的方法。

　　冶炼 耐热钢一般在电弧炉或感应炉中熔炼。质量要求高的往往采用真空精炼和炉外精炼工艺。

　　出产工艺

　　奥氏体钢 含有较多的镍、锰、氮等奥氏体形成元素，在 600℃以上时，有较好的高温强度和组织不乱性，焊接机能良好。通常用作在 600℃以上工作的热强材料。典型钢种有 1Cr18Ni9Ti, 1Cr23Ni13, 1Cr25Ni20Si2，2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等。

　　铁素体钢 含有较多的铬、铝、硅等元素，形成单相铁素体组织，有良好的抗氧化性和耐高温气体侵蚀的能力,但高温强度较低,室温脆性较大，焊接性较差。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。一般用于制作承受载荷较低而要求有高温抗氧化性的部件。

　　马氏体钢 含铬量一般为7～13%,在650℃以下有较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽侵蚀的能力，但焊接性较差。含铬12%左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基础上发展出来的钢号如1Cr11MoV，1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,通常用来制作汽轮机叶片、轮盘、轴、紧固件等。此外,作为制造内燃机排气阀用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也属于马氏体耐热钢。

　　珠光体钢 合金元素以铬、钼为主，总量一般不超过5％。其组织除珠光体、铁素体外,还有贝氏体。这类钢在500～600℃有良好的高温强度及工艺机能，价格较低，广泛用于制作 600℃以下的耐热部件。如锅炉钢管、汽轮机叶轮、转子、紧固件及高压容器、管道等。典型钢种有：16Mo，15CrMo，12Cr1MoV， 12Cr2MoWVTiB，10Cr2Mo1,25Cr2Mo1V,20Cr3MoWV等。

　　种别 耐热钢按其组织可分为四类：

　　硼、稀土 均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移，从而进步钢的高温强度；稀土元素能明显进步钢的抗氧化性，改善热塑性。

　　碳、氮 可扩大和不乱奥氏体，从而进步耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可明显进步氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。

　　钒、钛、铌 是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，进步钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间侵蚀。

　　镍、锰 可以形成和不乱奥氏体。镍能进步奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰固然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。

　　铬、铝、硅 这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面天生致密的氧化膜，防止继承氧化，是进步钢的抗氧化性和抗高温气体侵蚀的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严峻恶化。铬能明显进步低合金钢的再结晶温度,含量为2％时，强化效果最好。

　　合金元素的作用

　　耐热钢和不锈耐酸钢在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。

　　在高温下具有较高的强度和良好的化学不乱性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学不乱性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、产业炉和航空、石油化工等产业部分中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化侵蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织不乱性。中国自1952年开始出产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度进步到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。

　　heat-resisting steels

　　[1][2]在高温前提下，具有抗氧化性和主够的高温强度以及良好的耐热机能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化机能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件

　　热钢

　　　耐热钢论：
　　用途和SUS420J1类似，但是适合于要求强度更高的用途