珠光体耐热钢的成分和性能

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第499页（1188字）

珠光体耐热钢广泛用于动力工程、石油化工和其他工业部门，最常用的是Cr－Mo以及Cr－Mo基多元合金耐热钢。珠光体耐热钢以加入Cr、Mo、V合金元素为主，有时还加入少量W、Ti、Nb、B，合金元素添加总量小于7%^［13］。表2－3－57为常用珠光体耐热钢的化学成分，表2－3－58和表2－3－59为常用珠光体耐热钢的室温力学性能和高温力学性能。

表2－357 常用珠光体耐热钢的化学成分(%)

表2－3－58 珠光体耐热钢的室温力学性能

表2－3－59 珠光体耐热钢的高温力学性能

注：持久强度是指钢材高温运行10⁵h断裂时的应力；蠕变强度是指钢材工作10⁵h总变形量为1%时的应力值。

合金元素Cr能形成致密的氧化膜，提高钢的抗氧化性能。当钢中Cr＜1．5%时，随Cr的增加钢的蠕变强度也增加；Cr≥1．5%后，钢的蠕变强度随含铬量的增加而降低。Mo是耐热钢中的强化元素，形成碳化物的能力比铬弱，Mo优先溶入固溶体，强化固溶体。Mo的熔点高达2625℃，固溶后可提高钢的再结晶温度，有效地提高钢的高温强度和抗蠕变能力。Mo可以减小钢材的热脆性，还可以提高钢材的抗腐蚀能力。

钢中的V能形成细小弥散的碳化物和氮化物，分布在晶内和晶界，阻碍碳化物聚集长大，提高蠕变强度。V与C的亲和力比Cr和Mo大，可阻碍Cr和Mo形成碳化物，促进Cr和Mo的固溶强化作用。钢中的含钒量不宜过高，否则V的碳化物高温下会聚集长大，造成钢的热强性下降，或使钢材脆化。钢中W的作用和Mo相似，能强化固溶体，提高再结晶温度，增加回火稳定性，提高蠕变强度。钢中Nb和Ti都是碳化物形成元素，可以析出细小弥散的金属间化合物，提高钢材的高温强度、抗晶间腐蚀能力和抗氧化能力，并可显着提高蠕变强度，改善钢的焊接性。钢中加入硼和稀土元素，可净化晶界，提高晶界强度，阻止晶粒长大，提高钢的蠕变强度。

珠光体耐热钢的室温强度并不太高，通常在正火加回火或淬火加回火状态下使用，以达到最高的高温强度和蠕变强度。厚度不超过30mm的Mo钢和Mn－Mo钢可以在热轧状态供货或直接使用，其他的耐热钢应以热处理状态供货。热处理的目的是使钢材获得最佳的金相组织、晶粒尺寸和所要求的力学性能。常见珠光体耐热钢的热处理制度见表2－3－60。

表2－3－60 常见珠光体耐热钢的热处理制度^［1］