什么是鑄造耐熱鋼？他與鑄造耐蝕不銹鋼有何共同點？高鉻耐熱鋼、高鉻鎳耐熱鋼、高鎳鉻耐熱鋼的有關標準及其應用范圍如何？

　　耐熱鋼鑄件廣泛使用于工作溫度大于650℃的場合。在很多情況下，這種鑄鋼件還會遇到各種腐蝕性氣體，因此高溫強度只是選材依據之一，材料的耐腐蝕性也必須加以考慮。在高溫腐蝕環境中，碳鋼和低合金鋼缺乏足夠的高溫強度和耐腐蝕性能，在這種條件下工作的零件，應選用耐熱鋼，耐熱鋼具有在高溫下長時間工作所必需的高溫強度和耐腐蝕性能，除了高溫強度和耐腐蝕性能外，有的鑄造耐熱鋼還要具有承受工作溫度周期變化和工作環境性質變化的能力。

　　按照合金類別，耐熱鋼主要有三大類，即高鉻鋼、高鉻鎳鋼和高鎳鉻鋼。這幾類高合金鋼成分與耐腐蝕不銹鋼相近，不同之處是碳含量較高，所以有較高的高溫強度，它們與相應牌號鍛鋼的不同在于碳含量高，成分范圍窄，在訂購耐熱鑄鋼件時，必須指明鑄鋼的牌號，因為化學成分上的差異對鋼的性能有很大的影響。

　　（1）高鉻鋼 這類鋼含Cr8%——30%，含少量的Ni或不含Ni組織是鐵素體，為了提高鋼的抗高溫性能，可在鋼中加入⑴（Si）2.0%——3.0%，如ZG40Cr9Si2。為了細化鋼的晶粒，可加入質量分數為1%左右的 Ti，如ZGCr25Ti，這類鋼在高溫下強度較低，抗燃氣腐蝕性能差，應用范圍有限，一般用作閥門、法蘭以及受力較小的管接頭;而ZG30Cr26Ni5耐熱鋼強度較高，可用于礦石燒結爐的零件。

　　（2）高鉻鎳鋼 這類鋼含Cr超過18%，含Ni超過8%，而含Cr量總是超過含Ni量，其基體組織是奧氏體，有一些鋼中有少量鐵素體，強度和韌性均比高鉻鋼高。為了進一步提高鋼的抗氧化性，可往鋼中加入⑴（Si）1.3%——2.0%，如ZG35Cr24Ni7SiN。可加入少量強烈形成奧氏體的元素N并代替部分Ni，鉻錳氮鑄造耐熱鋼也是這種類型的高合金鋼，其金相組織為奧氏體十鐵素體，它含鉻量為17%——20%，再在鋼中添加⑴（M九）11%——13%和⑴（N）0.22%——0.28%以取代Ni，加⑴（Si）1.6%——2.4%，進一步提高高溫抗氧化性。高鉻錳鋼必要時可采用固溶處理 （加熱至1100℃左右保溫淬火）以得到奧氏體十鐵素體組織，一般要求的鑄件也可鑄態使用。一般要求的鑄件也可鑄態使用。

　　ZG35Cr25Ni12（HE）耐熱鋼在高溫下具有良好的耐腐蝕性能，并有中等強度適用溫度高達1100℃的零件，這種鋼可用于含硫量較高的工作環境，常用作礦石燒結爐和鋼錠加熱爐的零件，但這種鋼在650——870℃有形成改相的傾向。

　　ZG30Cr19Ni9耐熱鋼基本上不會形成改相，可在870℃下工作，常用來制作煉油廠加熱爐、水泥窯、礦石燒結爐和熱處理爐的管件支架和橫梁。ZG40Cr25Ni20耐熱鋼具有較高的蠕變強度和持久強度，可用來制造工作溫度高達1150℃的構件，它具有良好的抗燃氣腐蝕性能，常用作加熱爐滾軸和其他零件，以及蒸汽裂化粗汽油爐和乙烯熱解加熱器的管道。ZG40Cr30Ni20 耐 熱 鋼 性 能 與ZG40Cr25Ni20相近，在工作溫度高達980℃和硫量較高的環境中，它是同類的熱鋼中耐腐蝕性能最好的材料，主要用于天然氣分解裝置。

　　（3）高鎳鉻鋼 主要合金元素是Ni，含量在23%以上，含Cr量在10%以上，且含鎳量高于含鉻量，其整個工作溫度范圍內保持單一的奧氏體。在這類鋼中，鎳是主合金化元素，是促進奧氏體形成元素，也是主要抗高溫氧化的合金元素，并具有一定的抗腐蝕能力，能溶解較多的碳分，減少形成碳化鉻的傾向，降低碳的危害，提高鋼的強度，而不降低其塑性，可往鋼中添加⑴（Si）1.5%——2%，來進一步提高鋼的抗氧化性。如ZG35Ni24Cr18Si2高鎳鉻鑄造鋼。

　　這類鑄鋼通常用于工作溫高達1150℃，溫度變化大，需要抗熱疲勞和熱沖擊的零件。但高鎳鑄鋼不宜在硫量較高的環境中使用。

　　這類鋼均具有良好的高溫強度和組織穩定性，一般在鑄態使用，只有要求較高蠕變強度的鑄件才施行固溶處理和時效處理。

　　高合金耐腐蝕鋼和高合金耐熱鋼在焊接時要注意什么？

　　許多鑄造不銹鋼都易于焊接，如18-8型奧氏體不銹鋼。若組織中有少量鐵素體，則焊接性能更好。這類鋼加熱到427℃以上，就會發生敏化而損害耐腐蝕性能，所以這類鋼鑄件焊接時，一定不要使鑄件過熱，故一般都不在焊前預熱，每層焊道之間要噴水冷卻，以使溫度降低到150℃以下。

　　耐腐蝕不銹鋼焊后會影響其耐腐蝕性能，但一般焊接狀態的鑄件仍有滿意的性能。如焊后在強腐蝕環境下，可能會引起應力腐蝕裂紋，應在焊后重新熱處理，將鑄件加熱到1050℃以上然后快冷，使在焊接過程中析出的碳化物重新固溶。耐腐蝕性能要求高而焊后又無法進行固溶處理時，則在鋼中預先加入合金元素鈮或鈦，以形成穩定的碳化物，也可以降低鋼液的含碳量。含鈮或鈦和超低碳不銹鋼 （C≤0.03%），焊后可以不進行固溶處理。

　　焊接單相奧氏體鋼時易產生裂紋，含Ni量越高，含C量越低，則在焊縫附近形成微裂紋的傾向就越大。含C量在0.1%——0.2%范圍內，含Ni量超過13%的粗粒鋼中，這種微裂紋的發生最為明顯。降低含S量可使微裂紋減少。采用低電流焊接，可使焊道溫度降低，也可以使微裂紋減少。