奥氏体耐热钢合金化的目的是通过固溶强化、析出强化相以及晶界强化等,在表面形成耐蚀的表面膜,提高其综合高温力学性能和高的耐腐蚀性,满足其在高温下的工作需要。
(1)固溶强化
通过提高钢的再结晶温度,可提高高温强度,加入的合金元素Cr、Mo、V、w、B、Ni、Nb以及Mn等,固溶于奥氏体中(α-Fe),提高了其铁原子间的结合力,增大了晶格的畸变程度,因而提高了钢的再结晶温度,故提高了高温强度。奥氏体耐热钢在室温下为奥氏体组织,因此既可固溶又可进行时效处理,Cr、Ni、Mn溶于奥氏体中,起到固溶作用;M。、V、Nb以及c。、Mn等形成坚硬的碳化物,即V4C3、NbC、M23C6呈圆颗粒高度弥散分布在晶界上,增加了晶界的阻力,故提高了材料的高温强度。
(2)沉淀强化
固溶后的奥氏体耐热钢进行时效处理后,析出坚硬的第二相,成为强化相,阻碍了晶面的滑移,提高了高温强度,通过改变强化相的质点,使更细小的质点更加均匀分布于晶界上。其原因在于晶界处原子的排列不规则,缺位较多,原子进行扩散比较容易,有利于提高高温强度。
(3)热处理强化
目的是获得所需要的晶粒度,粗的晶粒比细晶粒具有高的高温强度,粗晶粒的晶界面积相对于细晶粒小,在相同的条件下,使晶粒的滑移难以进行。当晶粒过于粗大,则造成钢的塑性和韧性的降低。对于马氏体耐热钢而言,其淬透性好,即使在空气中也能淬成马氏体组织。经过调质处理后可获得良好的综合力学性能,组织为回火索氏体+××,具有第二次回火脆性,故在回火结束后在水中快速冷却。
(4)形变强化
在高于再结晶温度以上进行加热变形,使钢得到硬化,从而提高钢的屈服强度和持久强度等。
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