耐热钢的使用温度和特性.docx

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耐热钢的使用温度和特性

各钢种最高使用温度及特性、用途举例

牌号

（原牌号）

最高使用温度℃

特性及用途举例

ZG40Cr9Si2

800

   高温强度低，抗氧化最高至800℃，长期工作的受载件的工作温度低于700℃，用户坩埚、炉门、底板等构件

ZG30Cr18Mn12Si2N

950

   高温强度和抗疲劳性较好，用于炉罐、炉底板、料筐、传送带导轨、支承架吊架等炉用构件

ZG35Cr24Ni7SiN

1100

   抗氧化性好，用于炉罐。

通凤机叶片，热滑轨、炉底板、玻璃、水泥窑以及陶瓷窑构件

ZG20Cr26Ni5

（ZG3Cr26Ni5）

1050

   承载情况下使用温度可达650℃，轻负荷时可达1050℃—870℃之间易析出σ相，可用于矿石焙烧炉，也可用于不需要高温强度的高硫环境下工作炉用构件

ZG30Cr20Ni10

（ZG3Cr20Ni10）

900

  基本不形成σ相，可用于炼油厂加热炉、水泥干燥窑矿石焙烧炉和热处理炉构件

ZG35Cr26Ni12

1100

   高温强度高，抗氧化性能好。

在规格范围内调整其成分，可使组织内含有一些铁素体，也可为单相奥氏体。

能广泛地用于多种炉子结构，但不宜用于温度急变的场合

ZG35Cr28Ni16

1150

高温强度高抗氧化性能。

用途同ZG40Cr25Ni20

ZG40Cr25Ni20

（ZG4Cr25Ni20）

1150

   具有较高地的蠕变和持久强度，抗高温气体腐蚀能力强，常用作炉矿，辐射管，钢坯滑板，热处理炉炉矿，管支架，制氢转化管，乙烯裂介管

ZG40Cr30Ni20

（ZG4Cr30Ni20）

1150

在高温含硫气体中耐腐蚀性好，用于气体分离装置、焙烧炉衬板

ZG35Ni24Cr18Si2

1100

用于加热炉传送带、螺杆、紧固件等高温承载件

ZG30Cr35Ni15

（ZG3Cr35Ni15）

1150

   抗热疲劳性好，用于渗碳炉构件、热处理炉板、导轨、轮子、蒸馏器、辐射管、玻璃扎昆、搪瓷窑构件以及周期加热的紧固件

ZG45Ni35Cr26

1150

   抗氧化及抗渗碳性好，高温强度高，用于乙烯裂介管、辐射管、弯管、接头、管支架、炉昆以及热处理用夹具等

ZG40Cr22Ni4N

（ZG4Cr22Ni4N）

——

用于1000℃以上炉用件

ZG30Cr25Ni20

（ZG3Cr25Ni20）

——

用于1000℃以上炉用件

ZG20Cr20Mn9Ni2SiN

（ZG20Cr20Mn9Ni2Si2N）

——

用于连铸机吊架等

ZG08Cr18Ni12Mo2Ti

（ZG0Cr18Ni12Mo2Ti）

——

用于连铸机另件

电炉用热电偶类型及参数

电炉用热电偶类型及参数

电炉常用热电偶的材料要求

1.耐高温--热电偶的测温范围主要取决于热电极的高温性能，也就是说，在高温介质中，热电极的物理化学性能越稳定，则由它组成的热电偶的测温范围就越宽。

2.再显性好--用相同的两种热电极材料的热电偶，要求它们的电热性能相而而稳定，这样能使热电偶成批生产，并有很好的互换性；

3.灵敏度高，线性好--要求电偶所产生的温差热电势足够大，并与温度呈线性关系；

4.要求热电有为材料除能满足上述几点要求外，并希望它的电阻系数和电阻温度系数尽可能地小，且其价格便宜、货源充足。

电炉用热电偶，使用时应根据要求进行合理选择。

目前常用的热电偶有以下几种：

[1）铂铑／铂热电偶——其分度号为S，正极是90％铂和10％铑的合金，负极为纯铂丝。

这种热电偶的优点是能容易制备纯度极高的铂铑合金，因此便于复制，且测温精度高，可作为国际实用温标中630.74—1064.43℃范围内的基准热电偶。

其物理化学稳定性高，宜在氧化性和中性气氛中使用；它的熔点较高，故测温上限亦高。

在工业测量中一般用它测量1000℃以上的温度，在1300℃以下可长期连续使用，短期测温可达1600℃。

铂铑／铂热电偶的缺点是价格昂贵，热电势小，在还原性气体、金属蒸气、金属氧化物及氧化硅和氧化硫等气氛中使用时会很快受到沾污而变质，故在这些气氛中使用它他须加保护套管，另外，这种热电偶的热电性能的非线性较大，在高温下其热电极会升华，使铑分子渗透到铂极中去沾污它，导致热电势不稳定。

[2]镍铬／镍硅热电偶——其分度号为K，正极成分是9—10％铬、0.4％硅，其余为镍，负极成分为2.5—3％硅，＜0.6％铬，其余为镍。

这类热电偶的优点是有较强的抗氧化性和抗腐蚀性，其他学稳定性好，热电势较大，热电势与温度问的线性关系好，其热电极材料的价格便宜，可在1000℃以下长期连续使用，短期测温可达1300℃。

镍铬／镍硅热电偶的缺点是在500℃以上的温度中和在还原性介质中，以及在硫及化物气氛中使用时很容易被腐蚀，所以，在这些气氛中工作时必须加保护套管，另化它的测温精度也低于铂铑／铂热电偶。

[3]镍铬／考铜热电偶——文分度号为E，正极镍铬成分为9—10％铬，0．4％硅，其余为镍；负极考铜万分为56％铜和44％镍。

镍铬／考铜热电偶的最大优点是热电势大，价格便宜。

这种热电偶的缺点是不能用来测高温，其测温上限为800℃，长期使用时，只限600℃以下，另外，由于考铜合金易受氧化而变质，使用时必须加装保护套管。

[4]铂铑30／铂铑6热电偶——简称为双铂铑热电偶，分度号为B。

该热电偶的正负极都是铂铑合金，仅仅是合金含量比例不同而巳，正极含铑30%，负极含铑为6%，双铂铑热电偶的抗沾污能力强，在测温1800℃温度时仍有很好的稳定性。

其测温精度较高，适用于氧化性、中性介质，可以长期连续测量1400—1600℃的高温，短期测量可达1800℃。

双铂铑热电偶的灵敏度较低，使用时应配灵敏度较高的显示仪表。

在室温时温度对热电势的影响极小，故使用时一般不需要进行温度补偿。

[5]铜/康铜热电偶--其分度号为T，正极为铜，负极为60%铜/40%镍的合金。

其优点是测温灵敏度较高，热电极容易复制，价格便宜，低温性能好，可测量—200℃低温。

但其成分铜易氧化，因此一般测温上限不超过300℃。

加热工艺不当常产生的缺陷

　　加热不当所产生的缺陷可分为：

①由于介质影响使坯料外层组织化学状态变化而引起的缺陷，如氧化、脱碳、增碳和渗硫、渗铜等。

②由内部组织结构的异常变化引起的缺陷，如过热、过烧和未热透等。

③由于温度在坯料内部分布不均，引起内应力（如温度应力、组织应力）过大而产生的坯料开裂等。

1.脱碳

脱碳是指金属在高温下表层的碳被氧化，使得表层的含碳量较内部有明显降低的现象。

脱碳层的深度与钢的成分、炉气的成分、温度和在此温度下的保温时间有关。

采用氧化性气氛加热易发生脱碳，高碳钢易脱碳，含硅量多的钢也易脱碳。

脱碳使零件的强度和疲劳性能下降，磨损抗力减弱。

2.增碳

经油炉加热的锻件，常常在表面或部分表面发生增碳现象。

有时增碳层厚度达1.5～1.6mm，增碳层的含碳量达1％（质量分数）左右，局部点含碳量甚至超过2％（质量分数），出现莱氏体组织。

这主要是在油炉加热的情况下，当坯料的位置靠近油炉喷嘴或者就在两个喷嘴交叉喷射燃油的区域内时，由于油和空气混合得不太好，因而燃烧不完全，结果在坯料的表面形成还原性的渗碳气氛，从而产生表面增碳的效果。

增碳使锻件的机械加工性能变坏，切削时易打刀。

3.过热

过热是指金属坯料的加热温度过高，或在规定的锻造与热处理温度范围内停留时间太长，或由于热效应使温升过高而引起的晶粒粗大现象。

碳钢（亚共析或过共析钢）过热之后往往出现魏氏组织。

马氏体钢过热之后，往往出现晶内织构，工模具钢往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织。

钛合金过热后，出现明显的β相晶界和平直细长的魏氏组织。

合金钢过热后的断口会出现石状断口或条状断口。

过热组织，由于晶粒粗大，将引起力学性能降低，尤其是冲击韧度。

一般过热的结构钢经过正常热处理（正火、淬火）之后，组织可以改善，性能也随之恢复，这种过热常被称之为不稳定过热；而合金结构钢的严重过热经一般的正火（包括高温正火）、退火或淬火处理后，过热组织不能完全消除，这种过热常被称之为稳定过热。

4.过烧

过烧是指金属坯料的加热温度过高或在高温加热区停留时间过长，炉中的氧及其它氧化性气体渗透到金属晶粒间的空隙，并与铁、硫、碳等氧化，形成了易熔的氧化物的共晶体，破坏了晶粒间的联系，使材料的塑性急剧降低。

过烧严重的金属，撤粗时轻轻一击就裂，拔长时将在过烧处出现横向裂纹。

过烧与过热没有严格的温度界线。

一般以晶粒出现氧化及熔化为特征来判断过烧。

对碳钢来说，过烧时晶界熔化、严重氧化工模具钢（高速钢、Cr12型钢等）过烧时，晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体。

铝合金过烧时出现晶界熔化三角区和复熔球等。

锻件过烧后，往往无法挽救，只好报废。

5.加热裂纹

在加热截面尺寸大的大钢锭和导热性差的高合金钢和高温合金坯料时，如果低温阶段加热速度过快，则坯料因内外温差较大而产生很大的热应力。

加之此时坯料由于温度低而塑性较差，若热应力的数值超过坯料的强度极限，就会产生由中心向四周呈辐射状的加热裂纹，使整个断面裂开。

6.铜脆

铜脆在锻件表面上呈龟裂状。

高倍观察时，有淡黄色的铜（或铜的固溶体）沿晶界分布。

坯料加热时，如炉内残存氧化铜屑，在高温下氧化钢还原为自由铜，熔融的钢原子沿奥氏体晶界扩展，削弱了晶粒间的联系。

另外，钢中含铜量较高[＞2％（质量分数）]时，如在氧化性气氛中加热，在氧化铁皮下形成富铜层，也引起钢脆。

退火与正火

　　1.钢的退火将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。

钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。

退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。

所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

　　2.钢的正火正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。

它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。

工业炉的共性是什么？

1-6.工业炉的共性是什么？

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admin发布时间：

2006-5-24阅读：

81次

炉子尽管应用的行业广泛，种类繁多，但它们有许多相同之处：

1） 热工的基础理论相同，均以热力学几大定律为基础。

燃料燃烧、气体流动和炉内传热过程基本相同。

2） 基本组成部分雷同，不论何种炉子，一般均由以下几个部分组成：

①    产生热能装置部分（如燃烧室、烧嘴、电热元件等）。

②    放置物料部分（如炉膛、炉缸、台车等）。

③    排烟系统（对于燃料炉要有烟道、烟囱等）。

④    辅助装置（如炉门、预热器、输送链等）。

3） 热效率低，耗能大。

工业炉是工业生产中的主要用能设备，每年耗一次能源约占全国总能耗的1/4。

尤其在冶金、机电等企业的热加工生产中，炉子耗能约占工序能耗的70%以上，是生产中的最大用能户。

Creatime:

2007-5-219:

43:

26

如何提高燃料炉的炉温均匀性

一:

采用新型燃烧装置

采用高速调温烧嘴替代原先的低速烧嘴.高速烧嘴是燃料与助燃空气在燃烧室内基本实现完全燃烧,燃烧后的高温气体一100-300m/s的速度喷出,从而强化对流传热,促进炉内气流循环,达到均匀炉温的目的.另外通过渗入二次空气使出口燃烧气体温度降到与工件加热温度想接近,可实现烟气温度的调节,对提高加热质量和节约燃料有显著作用.

二:

控制炉内压力

当炉内压力为负值时,例如炉内压力为-10Pa,即可产生2.9m/s的吸入风速,此时将有炉口及其它不严密处吸入大量冷空气,导致离炉烟气带走的热损失增加.当炉内压力为正值时,高温烟气将逸出炉外,同样导致烟气带走的热损失.

三:

提高自动化控制程度

火焰炉内是怎样进行综合传热的？

在火焰炉热交换中，通常至少要分成三个不同的温度区：

炉气、炉墙和被加热（或熔化）的金属。

其中以炉气的温度最高；炉墙温度次之；被加热的金属温度最低。

这样，在炉所与炉墙之间、炉气与金属之间以及炉墙与金属之间，以辐射和对流的方式进行着热交换，还有由于炉墙的导热而发生的热损失（该热损失对于炉内的热交换也是有一定影响的）。

下面分析一下被加热的金属在火焰炉内获得热量的几中主要传热方式。

（1）      炉气对金属的辐射传热炉气辐射的热量传给炉墙和金属的表面上后，则有一部分被吸引，另一部分被反射回去。

反射出来的热量，要通过充满炉膛内的炉气，一部分被炉气吸收，剩余部分辐射到对面的炉墙或金属上，如此反复辐射。

（2）      炉墙及炉顶对金属的辐射传热 它的辐射情况和上一种有些类似，也是反复辐射连续不断。

所不同的是炉墙内表面还以对流的方式吸收热量，而这些热量仍以辐射的方式传出。

（3）      炉气对金属的对流传热 在现有火焰炉炉膛中，炉气的温度大多在800℃~1400℃范围内。

炉气温度在800℃左右时，辐射与对流的作用差不多相等。

当炉气温度高于800℃时，则对流传热减少，而辐射传热急剧增加。

例如，钢厂平炉炉气温度达1800℃左右时，辐射部分已达到全部传热量的95%左右。

何谓火焰？

它有哪些种类？

由燃烧前沿或正在燃烧着的质点所包围的区域称为火焰。

有的把以射流喷出而形成的有规则外形的火焰称为火炬。

火焰可以根据不同侧面特征有许多分类方法。

如：

按燃料种类不同，分为煤气火焰、油雾火焰和粉煤火焰；按火焰中相组成成分分：

均相火焰、非均相火焰；按火焰几何开关分：

直流锥形火焰、旋流火焰、平火焰；按燃料与空气的预混程度分：

预混火焰（动力燃烧火焰）、扩散火焰和中间燃烧火焰；按气流流动性质分：

层流火焰、湍流火焰。

对煤气而言，最能反应燃烧过程特征的是预混火焰、扩散火焰和旋流火焰。