珠光體熱強(qiáng)鋼簡介

珠光體熱強(qiáng)鋼又稱珠光體熱強(qiáng)鋼。是指在正火狀態(tài)下，顯微組織由珠光體加鐵素體所組成的一類耐熱鋼 。

它的合金元素含量少，工藝性能好，廣泛用于600℃以下工作的動(dòng)力設(shè)備和石油設(shè)備的構(gòu)件 。

按用途可以分為鍋爐管用鋼、氣包用鋼、緊固件用鋼和轉(zhuǎn)子用鋼。

典型的鍋爐管用鋼有12CrMo鋼可用于制作溫度下超過510℃的過熱器管子。12CrMoV鋼具有較好的熱強(qiáng)性，能滿足高參數(shù)機(jī)組鍋礦的設(shè)計(jì)要求；12MoVWBSiRE鋼是小口徑管子鋼，具有良好的抗氧化性、熱強(qiáng)性和工藝性能氣包用鋼屬于中溫壓力容器用鋼，這類鋼應(yīng)能在較長時(shí)間內(nèi)在中溫500℃左右)的水蒸飛或其它氣體的較高壓力作用下.不發(fā)生過大的永久變形或破斷。常用氣包鋼有12CrMo、12CrMoV等。緊固件用鋼，用于400℃以下的緊固件可用35號(hào)、15號(hào)碳鋼。25Cr2Mo1V鋼用于做蒸汽溫度540℃的高壓機(jī)組螺栓、氣封彈簧片、閥桿等，25Cr2Mo1VNbTiB和20Cr1Mo1VTiB鋼，可用于試汽溫度為480℃的條件下，其有良好綜合機(jī)械性能的地方。轉(zhuǎn)子用鋼有34CrMo鋼可用作480℃以下的氣輪機(jī)葉輪和主軸35CrMoV。鋼具有更好的熱強(qiáng)性，通過油淬和回火能獲得良好的機(jī)械性能，用做工作溫度500-520℃的中壓氣輪機(jī)的葉輪。27Cr2Mo1v鋼用做大型氣輪機(jī)高、中壓轉(zhuǎn)子和葉輪，其工作溫度為535℃， 20Cr3MoWV鋼是這類鋼中熱強(qiáng)性最好的鋼種之一，具有良好的淬透性和加工性能，可用于制作工作。溫度在550℃以下的氣輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)整鍛轉(zhuǎn)子和輪盤等大型鍛件 。

珠光體熱強(qiáng)鋼接頭在焊接過程中，特別是接頭處于熱處理及高溫運(yùn)行過程中，存在碳的擴(kuò)散遷移，在低鉻鋼中產(chǎn)生脫碳層，而在相鄰的高鉻鋼一側(cè)產(chǎn)生增碳層，在高溫下長時(shí)間加熱時(shí)，脫碳層母材由于碳元素減少，珠光體組織將變成鐵素體組織而軟化，同時(shí)促使脫碳層處的晶粒長大，沿熔合區(qū)生成一層粗晶粒的結(jié)晶層。

增碳層中的碳除熔入母材料以外，剩余的碳元素則以鉻的碳化物形態(tài)析出而使組織軟化。

焊縫金屬中含鉻量從0.6%增加到5%時(shí)，對低碳鋼母材脫碳層寬度的影響最為顯著，而進(jìn)一步提高鉻含量，則影響減少。當(dāng)焊縫金屬中含鉻量提高到25% 時(shí)，脫碳層寬度顯著減小，同時(shí)也減小了焊縫金屬中增碳層的寬度。 珠光體母材中含一定量的碳化物形成元素( 如Cr、Ti、W、V、Nb等) ，能顯著減弱碳的擴(kuò)散遷移。如果碳的遷移量過大，采用輕微腐蝕就能顯示出來。在顯微鏡下，碳的熱影響區(qū)存在白亮低碳帶，而在不銹鋼焊縫金屬中存在暗色高碳區(qū) 。

珠光體鋼的異質(zhì)接頭在425 ℃以下工作時(shí)，采用25-13 型填充金屬焊接的接頭性能良好; 在425 ℃以上工作時(shí)，熔合區(qū)靠近珠光體易側(cè)產(chǎn)生脆性帶，導(dǎo)致接頭沿熔合線斷裂，所以當(dāng)珠光體鋼與奧氏體鋼的異質(zhì)接頭在425 ℃以上或在溫度、壓力變化較大的環(huán)境下工作時(shí)，要采用鎳含量大于25% 的填充金屬( 如A507) ，甚至采用純Ni 基填充金屬，將熔合區(qū)的低塑性帶的寬度降低至最小，保證接頭的強(qiáng)度和耐蝕性能 。

珠光體鋼接頭在焊接過程中，特別是接頭處于熱處理及高溫運(yùn)行過程中，存在碳的擴(kuò)散遷移，在低鉻鋼中產(chǎn)生脫碳層，而在相鄰的高鉻鋼一側(cè)產(chǎn)生增碳層，在高溫下長時(shí)間加熱時(shí)，脫碳層母材由于碳元素減少，珠光體組織將變成鐵素體組織而軟化，同時(shí)促使脫碳層處的晶粒長大，沿熔合區(qū)生成一層粗晶粒的結(jié)晶層。

增碳層中的碳除熔入母材料以外，剩余的碳元素則以鉻的碳化物形態(tài)析出而使組織軟化。

焊縫金屬中含鉻量從0.6%增加到5%時(shí)，對低碳鋼母材脫碳層寬度的影響最為顯著，而進(jìn)一步提高鉻含量，則影響減少。當(dāng)焊縫金屬中含鉻量提高到25% 時(shí)，脫碳層寬度顯著減小，同時(shí)也減小了焊縫金屬中增碳層的寬度。 珠光體母材中含一定量的碳化物形成元素( 如Cr、Ti、W、V、Nb等) ，能顯著減弱碳的擴(kuò)散遷移。如果碳的遷移量過大，采用輕微腐蝕就能顯示出來。在顯微鏡下，碳的熱影響區(qū)存在白亮低碳帶，而在不銹鋼焊縫金屬中存在暗色高碳區(qū)。

產(chǎn)生熱應(yīng)力是影響接頭強(qiáng)度和產(chǎn)生熱疲勞的重要原因。奧氏體鋼線膨脹系數(shù)比珠光體鋼大30% ～ 50%，熱導(dǎo)率只有珠光體鋼的1 /3。 兩種材質(zhì)的接頭，在焊后冷卻、熱處理以及使用中，都會(huì)在熔合區(qū)產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱應(yīng)力是影響接頭強(qiáng)度和產(chǎn)生熱疲勞的重要原因。

珠光體鋼異種接頭在周期加熱和冷卻條件下工作時(shí)承受嚴(yán)重的熱交變應(yīng)力，結(jié)果沿珠光體鋼一側(cè)熔合區(qū)產(chǎn)生熱疲勞裂紋，并沿著弱化了的脫碳層擴(kuò)展，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度和韌性較差 。