什么是耐热钢？
高温条件下具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。
耐热钢和不锈耐酸钢在使用范围上互有交叉，常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门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腐蚀外，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，以及一定的组织稳定性。
一、按照高温性能分类
1、抗氧化钢
一般钢铁在高温下生成松脆多孔的FeO，它与基体结合能力薄弱而易剥落。氧原子容易通过FeO进行扩散，使钢的内部继续进行氧化，最终导致零件破坏。抗氧化钢中加入合金元素铬、硅、铝等，形成一层致密的、高熔点的并牢固覆盖于钢表面的氧化膜(Cr2O3、SiO2、Al2O3)，可将金属与外界高温氧化性气体隔绝，从而避免进一步氧化。
2、热强钢
金属在高温下的强度有两个特点：一是温度升高，金属原子间结合力减弱和强度下降；二是在再结晶温度上即使金属受的应力不超过该温度下的弹性极限，它也会缓慢地发生塑性变形，且变形量随时间的增长而增大，最后导致金属产生蠕变破坏。
3、常见抗氧化钢及热强钢的成分及用途
二、耐热钢的性能
常用耐热钢分为珠光体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢。
1、珠光体耐热钢
含碳量0.1～0.4%，加入Cr、Mo、W、V 等主要是强化铁素体，防止高温下片状Fe3C的球化和石墨化，提高钢的高温强度。典型牌号：12CrMo、15CrMoV、25Cr2MoVA 等。
这类钢在正火状态下的显微组织是P+F。由于含碳量较低，合金元素含量少(不超过3～5%)，因而热膨胀系数小，导热性好，并有良好的冷、热加工性能。广泛用于制造工作温度350～600℃的锅炉及管道、压力容器、汽轮机转子等。
2、铁素体耐热钢
这类钢抗氧化强，但高温强度低、脆性大和焊接性差，多用于受力不大的加热炉部件。
成分及性能特点 在铁素体耐热钢的基础上加入Si、Al等合金元素，提高其抗氧化性能。
典型牌号 1Cr13Si3、1Cr13SiAl、1Cr18Si2等。
3、马氏体耐热钢
这类钢淬透性好，空冷就能得到马氏体，在小于620℃范围内使用。常用的钢号1Cr13、2Cr13及在其基础上发展的1Cr11Mo、 1Cr12WmoV (在500℃以下具有良好的蠕变抗力和优良的消震性，最宜于制造汽轮机叶片，故又称叶片钢。）
4、奥氏体耐热钢
是在奥氏体不锈钢的基础上加入W、Mo、V、Ti、Nb、Al等元素以强化奥氏体，形成稳定碳化合物和金属间化合物，提高钢的高温强度。不仅有高的抗氧化性(700～900℃)，且在600℃还有足够的强度。这类钢一般在600～700℃范围内使用。
常用的钢号 1Cr18Ni9Ti(18-8型钢)、 4Cr14Ni14W2Mo钢(14-14-2型钢)等。
5、新型铁素体耐热钢
⑴、T91／P91钢
新型铁素体耐热钢T91／P91钢是在9Cr1Mo钢的基础上，采用纯净化、细晶化冶金技术，以及微合金化和控轧、控冷等工艺，开发出的新一代中合金耐热钢。
⑵、T122/P122钢
铁素体耐热钢T122/P122(HCM12A)是改进的12Cr钢，添加2％Nb和1％Cu，固溶强化和析出强化的效果都有很大增加，600和650℃的许用应力分别比X20CrMoV121提高113％和168％，具有更高的热强性和耐蚀性。
⑶、T23(HCM2S)、T24钢
在T22(2.25Cr-1Mo)钢的基础上吸收了钢102的优点而改进的。它在600℃时的强度比T22高93％，与钢102相当。但由于C含量降低，加工性能和焊接性能优于钢102，在一些情况下可以焊前不预热;当壁厚小于等于8mm时，焊后可不热处理。
6、耐热钢的高温力学性能
耐热钢在高温、高压、高速和腐蚀介质中长期工作的条件下，将会发生组织结构和力学性能的变化，以及表面磨损和腐蚀，导致零件失效和造成事故。因此，必须了解高温高压设备用钢的高温力学性能和抗蚀性能。常用耐热钢的高温力学性能如下图：
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