C≤0.08Si:1.5-2.0Mn≤0.37P≤0.014S≤0.001Cr:4.0-6.0Mo:0.45-0.6Ni≤0.04

耐热钢的耐高温腐蚀性能

耐热钢经常处于高温复杂的腐蚀性环境中工作。耐高温腐蚀是耐热钢的一项很重要的性能要求。高温腐蚀是材料在高温下与各类气体环境发生的反应。主要的高温气体腐蚀形式有：高温氧化、硫化、氮化、碳化等形态。另外还有高温熔盐服饰、高温液态金属腐蚀等。

马氏体1Cr6Si2Mo钢板抗高温氧化

金属和氧的亲和力大时，且氧在晶铬内溶解度达到饱和时，就在金属表面上形成氮化物。一旦形成了氧化膜，氧化过程的继续进行将取决于两个因素：（a）界面反应速度，包括金属/氧化物界面及氧化物/气体两个界面上的反应速度；（b）参加反应的物质通过氧化膜的扩散速度。在一般情况下，当金属的表面与氧起始反应生产极薄的氧化膜时，界面反应起主导作用，即界面反应是氧化膜生成的控制因素。但随着氧化膜的生长增后，扩散过程将逐渐起着越来越重要的作用，成为继续氧化的控制因素。金属表面形成的氧化膜一般是固态，但是根据氧化膜的性质不同，在较高温度下，有些金属的氧化物是液态，有的还是气态的。

在耐热钢中加入铬、铝、硅和稀土元素等，与氧形成一层完整致密具有保护性的氧化膜。在金属表面施加涂层也是提高抗高温氧化能力的重要方法。如在耐热钢表面渗铝、渗硅或铬铝、铬硅共渗都有显著的抗氧化效果。

马氏体1Cr6Si2Mo钢板抗高温硫化

高温硫化是一种比纯氧化更严重的高温腐蚀形态，因为硫化物膜比氧化膜的缺陷浓度大，更容易开裂和剥落，特别是硫化物的熔点低，蒸汽压高，多数硫化物共晶点低。硫化时，硫的存在形式对高温硫化速度有影响。气相的硫可能是以硫蒸汽、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢和有机硫化物等形态存在。当硫和氧同时存在时，在金属表面上常形成氧化物和硫化物的混合锈层产物，这种锈层比在H2S或有机硫以及硫蒸汽中产生的硫化物的保护性好。

由于硫化与氧化相似，因此，氧化的基本理论和纺织氧化的基本措施都适用于硫化。在钢中加入铬、铝、硅等合金元素都可以在一定程度上防止或减缓高温硫化。

马氏体1Cr6Si2Mo钢板抗高温氮化

氮化与氧化和硫化不同，其产生的失效形式也有所不同。氮化时其最终产物可以全是氮化物层，但该层耐水溶液腐蚀性能很差，或者由于氮扩散到金属中去而降低金属的塑性，当在金属表面不能形成一层连续的氮化物层时，该层很翠。因此，对基本几乎无任何的保护作用。所以，在金属表面一旦形成氮化，将显著地降低金属材料的综合性能。

铁、铬、铝、钛等元素很容易形成氮化物；镍、铜等元素即使在高温下也不形成稳定的氮化物。因此，镍、铜等元素对抑制氮化是有作用的。在混合气氛中（如含有硫的气氛），由于镍易被硫化，因此，镍也是不能抑制氮化的。但在实际工程中，高镍铬的材料仍是抗高温氮化的最佳材料。材料的预氧化对提高其抗氧化性能有一定作用，对不锈耐热钢，效果尤为明显。

马氏体1Cr6Si2Mo钢板抗高温碳化

高温碳化是材料暴露于高温下含碳的气体或液态环境中由于气体与材料表面发生高温反应，吸附在其表面上那一部分碳原子产生的表面增碳现象。金属表面吸收大量的谈，碳连续不断地渗入金属内部，当超过了碳在金属中的溶解度，高温下降形成许多不稳定的碳化物、析出石墨等，这就大大地降低了材料的耐腐蚀性能和综合力学性能。特别是不锈钢和耐热钢，由于碳化，在钢中出现大量的碳化铬，从而造成钢的贫铬，使耐腐蚀性能及抗高温氧化性能显著降低。碳化是一种危害很大的高温腐蚀形态，但它不像高温氧化和硫化那样普遍。

使用高合金的耐热钢是解决高温碳化的重要途径。在工程中常用25Cr-20Ni钢和25Cr-35Ni钢来制造高温裂解炉的炉管，效果很好。硅是提高钢抗高温碳化的有利元素之一，但它在钢中的含量不宜超过2%。碳化物稳定元素铌、钛、钨等对提高抗高温碳化性能是有利的。改变气氛的成分能改变碳化条件，改善高温碳化的环境。

马氏体1Cr6Si2Mo钢板抗氢腐蚀

氢腐蚀是高温腐蚀形态之一。一般发生在露点以上的高温高压氢环境中，如合成氨的生产和石化工业中的加氢装置等都是在高温高压氢环境中进行的。

氢腐蚀是指高温下钢中首先发生脱碳现象，即钢中的碳化物分解，在钢的表面上形成脱碳层，从而严重地降低钢的力学性能。钢中碳化物分解形成的碳原子在高温高压的氢环境中与氢反应生成甲烷气体。氢腐蚀是一种不可逆的氢损伤形态。

钢中碳含量与氢腐蚀有直接关系。钢中碳含量增加，是钢的抗氢腐蚀性能变坏。在氢腐蚀条件下，选择含碳两地的钢是有益的。在钢中加入能形成稳定性高的碳化物的合金元素，如铬、钼、钨、钛、铌等是提高钢的抗氢腐蚀的主要措施。

马氏体1Cr6Si2Mo钢板抗热腐蚀

热腐蚀是金属材料在高温含硫的燃气工作条件下与沉积在其表面上的盐发生的反应引起的高温腐蚀形态。最典型的实例是在含氯化纳的大气与含硫的油料燃烧时沉积在其表面上的硫酸钠引起高温腐蚀。

环境中的硫与氯化钠是导致产生热腐蚀的主要环境因素。硫主要来自燃料，而氯化纳主要来自大气，当一旦形成硫酸盐类时，会加速材料的热腐蚀过程。燃料中的硫含量及燃烧用的空气中的氯化纳含量是影响热腐蚀的主要环境因素。因此，提高燃料的质量，减少燃料中杂志含量是减缓热腐蚀的重要措施。提高合金元素氧化物的稳定性是抗热腐蚀的主要因素。材料中含有钨、钼、钒等合金元素易于形成酸性熔融热腐蚀，特别是番，它对热腐蚀的影响较大。但材料中含有铬、铝等合金元素对材料的抗热腐蚀极为有利。一方面他们能与氧形成保护性良好的氧化膜，也可能形成尖晶石型复合氧化膜，这对提高材料的抗热腐蚀性能有很大好处。在材料中加入稀土元素等微量元素也能提高材料的抗热腐蚀能力。在材料表面涂覆高温涂层是提高材料抗热腐蚀的重要措施。在航空发动机叶片表面上涂高温涂层，能显著地提高叶片抗热腐蚀能力。2100433B

1Cr6Si2Mo属马氏体型耐热钢，在800℃有较好的抗氧化性。与1Cr5Mo钢相比，含Si量多1.5%，使钢的回火脆性倾向增大，零件在高温下长时间工作时会产生脆性破断。该钢在含硫的氧化性气氛中和热石油介质中的抗腐蚀性能很好。经正火、回火热处理后有较高的持久强度和蠕变强度。该钢有空淬现象，热加工后，如冷却过快，会发生裂纹，应缓冷。可焊性差，可采用电焊，不宜气焊，焊前须预热到300℃～400℃，焊后进行750℃回火处理。工作温度≤700℃的锅炉吊架及省煤器管夹

屈服：401抗拉：547伸长率：31.5%

2020年6月2日，《核电用耐高温抗腐蚀低活化马氏体结构钢板》发布。

2020年12月1日，《核电用耐高温抗腐蚀低活化马氏体结构钢板》实施。

它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.5%~18.0%，但碳的质量分数最高可达0.6%。碳含量的增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀性。这类钢的焊接性较差。列入国家标准牌号的钢板有1Cr13、2 Cr13、3 Cr13、1 Cr17Ni2等。

奥氏体型不锈钢

其显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍（镍的质量分数为8%~25%）而形成的，具在奥氏体组织的不锈钢。奥氏体型不锈钢以Cr18Ni19铁基合金为基础，在此基础上随着不同的用途，发展成图1-2所示的铬镍奥氏体不锈钢系列。

奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢，是应用最广泛的一类钢，其中以18-8型不锈钢最有代表性，它是有较好的力学性能，便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子（CL-）的介质特别敏感，易于发生应力腐蚀。18-8型不锈钢按其化学成分中碳含量的不同又分为三个等级：一般含碳量（Wc≤0.15%）低碳级

（Wc≤0.08%）和超低碳级（Wc≤0.03%）。例如中国国家标准中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三种钢板分属上面三个等级。世界许多国家都感到镍储量的紧缺。为了节省镍，早在四、五十年代世界上就开始用锰和氮取代18-8型不锈钢中的部分镍。研制并列入国家标准的钢板牌号有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。

奥氏体-铁素体型不锈钢

其显微组织为奥氏体加铁素体。铁素体的体积分数小于10%的不锈钢，是在奥氏体钢基础上发展的钢种。

沉淀硬化型不锈钢

按其组织形态可分为三类：沉淀硬化半奥氏体型、沉淀硬化马氏体型和沉淀硬化奥氏体型不锈钢。列入中国国家标准钢板牌号的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三种，是属于沉淀硬化半奥氏体型不锈钢。该钢的组织特点是在固溶或退火状态时具有奥氏体加体积分数为5%~20%的铁素体组织。这种钢经过系列的热处理或机械变形处理后奥氏体转变为马氏体，再通过时效析出硬化达到所需要的高强度。这种钢有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中，得到应用。

凡是碳含量小于0.25%的碳素钢或低碳低合金结构钢经强烈淬火，获得80%以上甚至100%低碳马氏体组织，这类钢统称为低碳马氏体钢。一般情况下，含碳量在0.15%～0.25%范围内的钢淬火强化效果好，综合力学性能高。

1．低碳马氏体钢热处理工艺特点

（1）获取低碳马氏体的热处理淬火加热温度为A_c3 （80～120）℃。从淬火强化的效果考虑，适当提高淬火加热温度，有利于奥氏体的均匀化、提高钢的淬透性以及缩短加热时间。

（2）采用激冷、深冷的强烈淬火冷却方法（5%～10%NaCl溶液淬火或10%NaOH溶液淬火）。低碳钢或低碳低合金钢在强烈淬火后可获得低碳马氏体。

（3）低碳马氏体淬火后可不经回火而直接使用。

2．低碳马氏体的微观组织

低碳马氏体的显微组织由不同位向的的马氏体板条组成，板条束间为大角度晶界。由于原奥氏体晶粒被不同位向的板条束所分割，所以材料的有效晶粒得到细化。同时，板条马氏体内有高密度的位错和细小分散呈魏氏组态分布的碳化物，板条马氏体间分布有残余奥氏体薄膜，因而低碳马氏体具有优良的强韧特性。

3．低碳马氏体钢的性能

经过淬火有较低的缺口敏感性、过热敏感性、优良的冷加工性、良好的可焊性且热处理变形小等一系列的优点。低碳马氏体钢经过淬火后，可获得脆性较低而塑韧性足够高的位错板条马氏体加板条相界残余奥氏体薄膜，板条内部自回火析出细小分散的碳化物，因而可实现强度、塑性、韧性的最佳配合，是固熔强化、位错强化、晶界强化和沉淀强化等共同作用的结果。低碳马氏体中温回火后代替中碳（合金）结构钢的调质件，其综合力学性能完全可达到要求，而且不论形状如何复杂，淬火后不易变形、开裂，这样不仅可给后工序少留加工量，而且给机加工也带来好处。低碳马氏体钢由于含碳量较低，钢的M_s点较高，在淬火过程中就伴随着自回火现象，因而可以省去回火工序，从而节约能源，降低成本，缩短加工周期。

低碳马氏体钢是典型的强塑韧配合材料，用处非常广泛。