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      精彩詞條

      耐熱合金

      補(bǔ)充:0  瀏覽:8857  發(fā)布時間:2014-10-23


        簡介


        一般說,金屬材料的熔點(diǎn)越高,其可使用的溫度限度越高。如用熱力學(xué)溫度表示熔點(diǎn),則金屬熔點(diǎn)Tm的60%,被定義為理論上可使用溫度上限Tc,即Tc=0.6Tm。這是因?yàn)殡S著溫度的升高,金屬材料的機(jī)械性能顯著下降,氧化腐蝕的趨勢相應(yīng)增大,因此,一般的金屬材料都只能500~600℃下長期工作,能在>700℃高溫下工作的金屬通稱耐熱合金,“耐熱”是指其在高溫下能保持足夠和強(qiáng)度和良好的抗氧化性。


        提高鋼鐵抗氧化性的途徑有二:一是在鋼中加入Cr、Si、Al等合金元素,或者在鋼的表面進(jìn)行Cr、Si、Al合金化處理。它們在氧化性氣氛中可很快生成一層致密的氧化膜,并牢固地附地鋼的表面,從而有效地阻止氧化的繼續(xù)進(jìn)行;二是在鋼鐵表面,用各種方法形成高熔點(diǎn)的氧化物、碳化物、氮化物等耐高溫涂層。


        提高鋼鐵高溫強(qiáng)度的方法


        提高鋼鐵高溫強(qiáng)度的方法很多,從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的化學(xué)觀點(diǎn)看,大致有兩種主要方法:


        方法一


        (1)增加鋼中原子間在高溫下的結(jié)合力。研究指出,金屬中結(jié)合力,即金屬鍵強(qiáng)度大小,主要與原子中未成對的電子數(shù)有關(guān)。從周期表中看,ⅥB元素金屬鍵在同一周期內(nèi)最強(qiáng)。因此,在鋼中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。


        方法二


        (2)加入能形成各種碳化物或金屬間化合物的元素,以使鋼基體強(qiáng)化。由若干過渡金屬與碳原子生成的碳化物屬于間隙化合物,在金屬鍵的基礎(chǔ)上,又增加了共價鍵的成分,因此硬度極大,熔點(diǎn)很高。例如,加W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物,從而增加了鋼鐵的高溫強(qiáng)度。


        利用合金方法,除鐵基耐熱合金外,還可制得鎳基、鉬基、鈮基和鎢基耐熱合金,它們在高溫下具有良好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。其中鎳基合金是最優(yōu)的超耐熱金屬材料,組織中基體是Ni-Cr-Co的固溶體和Ni3Al金屬化合物,經(jīng)處理后,其使用溫度可達(dá)1000~1100℃。

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