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耐热合金

补充:0  浏览:2434  发布时间:2014-10-23


  简介


  一般说,金属材料的熔点越高,其可使用的温度限度越高。如用热力学温度表示熔点,则金属熔点Tm的60%,被定义为理论上可使用温度上限Tc,即Tc=0.6Tm。这是因为随着温度的升高,金属材料的机械性能显著下降,氧化腐蚀的趋势相应增大,因此,一般的金属材料都只能500~600℃下长期工作,能在>700℃高温下工作的金属通称耐热合金,“耐热”是指其在高温下能保持足够和强度和良好的抗氧化性。


  提高钢铁抗氧化性的途径有二:一是在钢中加入Cr、Si、Al等合金元素,或者在钢的表面进行Cr、Si、Al合金化处理。它们在氧化性气氛中可很快生成一层致密的氧化膜,并牢固地附地钢的表面,从而有效地阻止氧化的继续进行;二是在钢铁表面,用各种方法形成高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等耐高温涂层。


  提高钢铁高温强度的方法


  提高钢铁高温强度的方法很多,从结构、性质的化学观点看,大致有两种主要方法:


  方法一


  (1)增加钢中原子间在高温下的结合力。研究指出,金属中结合力,即金属键强度大小,主要与原子中未成对的电子数有关。从周期表中看,ⅥB元素金属键在同一周期内最强。因此,在钢中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。


  方法二


  (2)加入能形成各种碳化物或金属间化合物的元素,以使钢基体强化。由若干过渡金属与碳原子生成的碳化物属于间隙化合物,在金属键的基础上,又增加了共价键的成分,因此硬度极大,熔点很高。例如,加W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物,从而增加了钢铁的高温强度。


  利用合金方法,除铁基耐热合金外,还可制得镍基、钼基、铌基和钨基耐热合金,它们在高温下具有良好的机械性能和化学稳定性。其中镍基合金是最优的超耐热金属材料,组织中基体是Ni-Cr-Co的固溶体和Ni3Al金属化合物,经处理后,其使用温度可达1000~1100℃。

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