不锈钢板的耐热性能综述
不锈钢知识不锈钢板具有很好的耐热性能,这种性能指的是在高温下,不锈钢板不但能够抗氧化或耐气体介质腐蚀,还能具有足够的强度,就是既有热稳定性又有热强性。
不锈钢板
要想使不锈钢板在高温下有热稳定性能,一定不能使不锈钢板表面形成疏松或容易破裂的氧化膜。而为避免这种劣质氧化膜的产生,最好要在钢中加入铬、硅等合金元素,使不锈钢板表面可以生成结构致密且和不锈钢板基体牢固结合的氧化膜。这种合金氧化膜具备良好的保护作用,从而可延长不锈钢板的使用寿命与增加可承受温度。
如果单独使用铬来增强不锈钢板的耐氧化性,当介质温度到达800℃时,就要求铬的含量一定要达到12%;而在950℃下耐氧化时,就要求铬的含量达到20%;当铬元素的含量达28%时,在1100℃时也可以抗氧化。如果综合采用以上合金元素,就能够发挥更强大的抗氧化性能。在不锈钢板中,如果氧化膜主要是以Cr203的形式出现时,其抗氧化温度剧变的能力最高的。
高温强度的指标有蠕变强度与持久强度和高温短时强度。不锈钢板在高温下受恒定应力作用时,应力和温度共同作用的结果,可在小于屈服强度的条件下产生缓慢的塑性变形,这就叫做蠕变。蠕变的速率随温度的提高与应力的增大而提升。
持久强度是指不锈钢板在某个限定温度下,正好在某限定时间达到断裂的临界应力。如果把不锈钢板试样放置在高温环境中时,与作室温下拉伸试验相同的方式测得的强度数值,即为高温短时强度。
不锈钢板在高温环境中降低抵抗塑性变形与断裂能力的主要原因有两点,其一是温度升高导致原子间结合能力减弱,扩散增强,容易产生恢复和再结晶;从金相组织上看是发生第二相聚集长大,以及亚稳定组织向稳态变化;这些均可使不锈钢板发生软化。其次是温度的升高有利于形成晶界扩散变形或晶界滑动;当大于某个特定温度之后,晶间强度会明显减弱到低于晶内强度,这会减弱整体塑性变形性能,使得晶间断裂。从不锈钢板的显微组织看,奥氏体基体比铁素体基体具有更高的热强性。这是因为奥氏体的面心立方点阵比较紧密,其中的扩散速度小,不容易再进行再结晶,同时也会使得第二相聚集速度减慢,在高温下不容易软化,具备优良的热强性。