耐熱合金的性質特點及應用

耐熱合金合金又稱高溫合金，它對于在高溫條件下的工業部門和應用技術領域有著重大的意義。
一般說，金屬材料的熔點越高，其可使用的溫度限度越高。這是因為隨著溫度的升高，金屬材料的機械性能顯著下降，氧化腐蝕的趨勢相應增大，因此，一般的金屬材料都只能在500 ℃～600 ℃下長期工作。能在高于700 ℃的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強度和良好的抗氧化性。
提高鋼鐵抗氧化性的途徑有兩條：一是在鋼中加入cr、si、al等合金元素，或者在鋼的表面進行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，并牢固地附在鋼的表面，從而有效地阻止氧化的繼續進行。二是用各種方法在鋼鐵表面形成高熔點的氧化物、碳化物、氮化物等耐高溫涂層。
提高鋼鐵高溫強度的方法很多，從結構、性質的化學觀點看，大致有兩種主要方法：
一是增加鋼中原子間在高溫下的結合力。研究指出，金屬中結合力，即金屬鍵強度大小，主要與原子中未成對的電子數有關。從周期表中看，ⅵb元素金屬鍵在同一周期內強。因此，在鋼中加入cr、mo、w等原子的效果佳。
二是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，它們在金屬鍵的基礎上，又增加了共價鍵的成分，因此硬度極大，熔點很高。例如，加入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械性能和化學穩定性。其中鎳基合金是優的超耐熱金屬材料，組織中基體是ni?cr?co的固溶體和ni3al金屬化合物，經處理后，其使用溫度可達1 000 ℃～1 100 ℃。

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