耐熱鋼的加工

珠光體型耐熱鋼具有較好的塑性變形性能，可軋制、鍛造成各種型材。鐵素體型耐熱鋼可獲得缺陷較少的鋼錠，壓力加工工藝性能也好。由于它有晶粒長大傾向，鍛造時加熱的上限溫度必須嚴格控制。奧氏體-鐵索體雙相鋼的塑性加工性能較差，加工時易出現裂紋。奧氏體型耐熱鋼的鑄錠易產生穿晶的柱狀組織，偏析帶過大和晶粒粗大等缺陷。由于奧氏體鋼的導熱性差，膨脹系數大，熱加工加熱時須緩慢加熱，否則可能引起內部裂紋。耐熱鋼的熱塑性變形抗力大，模鍛葉片和渦輪盤要求有較高的模鍛溫度，且模鍛溫度范圍較窄。

1板帶材生產

耐熱鋼板帶材生產一般分為熱軋板帶材生產，厚板生產和冷軋板帶材生產。

熱軋板帶生產大多采用半連續或連續式熱連軋機，少數采用爐卷軋機和行星軋機生產。生產的規格：厚度為2.0～10mm；寬度為700～1600mm；卷單重為5～18t。供冷軋的板卷厚度一般為3.0～5.0mm。厚度5.0mm以上為熱軋成品。

厚板是指厚度3mm以上的熱軋鋼板。除了部分是用板卷剪切外，大部分在熱板軋機或寬厚板軋機上生產。熱板軋機生產的產品規格一般為：厚度5～20mm；寬度1500～1800mm；長度2000～6500mm。寬厚板軋機生產的最大厚度可達到200mm(經常使用在60mm以下)，寬度達3000mm以上。根據實際用途，厚板大多數為奧氏體鋼，少量為馬氏體鋼，而鐵索體鋼基本上不生產厚板。

冷軋板帶生產一般用20輥、12輥、8輥等多輥軋機。由于多輥軋機變形抗力小，可在高速、高壓下、高精度地進行軋制。也可采用冷連軋機生產板帶。冷軋板帶對表面質量要求非常嚴格，生產過程中應采取一系列消除表面缺陷和防護表面損傷的措施。

2鋼管生產

耐熱鋼管生產主要是無縫鋼管生產，也有焊接鋼管。

無縫鋼管，根據尺寸范圍、要求的尺寸精度和表面質量，一般以熱加工方式或熱加工之后繼續進行冷加工的方式生產。一般外徑不小于900mm時，用熱擠壓法生產；外徑不小于220mm時，用熱擠壓方法生產毛管，然后再進行冷軋；當對尺寸精度和表面質量有高的要求時，一般應增加冷拔工序。無縫鋼管的熱加工工藝主要有熱擠壓和熱軋兩種。供熱加工用毛管由擠壓機或穿孔機提供。熱擠壓鋼管和熱軋鋼管既可經過熱處理直接生產出成品，也可作為冷加工管的坯料。

冷軋和冷拔是兩種不同的鋼管生產工藝過程。冷軋的工藝特點是周期性的反復的過程，而冷拔則是連續的過程。冷軋一次變形量大，不僅使冷加工周期大為縮短，而且其壁厚精度和表面質量都較高。但外徑的尺寸精度不如冷拔。冷拔設備簡單，工模具制作方便，操作容易掌握，規格更換容易，能拔制尺寸精度和表面質量都較高的小口徑薄壁管，因而應用較為普遍。因此，一般采取以冷拔為主的冷軋—冷拔聯合工藝，即用冷軋定壁，實現變形，用冷拔控制外徑，以滿足不同品種的要求。

焊管生產的主要特點是生產設備輕、投資少、建設速度快、焊接方法簡便、產品規格范圍比較廣。尤其適合于薄壁管生產，尺寸精度高，偏差小，內外表面平滑，成材率高，成本低。近年來，出現了“焊接加冷拔”的新工藝。冷軋板卷縱剪后，經氬弧焊焊接成形，再經冷拔和熱處理等工序，其質量達到無縫管水平，成本也較低。美國發電站熱交換器管、電站用的“U”型管都采用了這種方法生產。焊管采用鎢極惰性氣體保護焊、等離子束焊、電子束焊等。焊接的鋼種范圍有珠光體低合金耐熱鋼、奧氏體型耐熱鋼及鐵索體型耐熱鋼等。焊管外徑一般為6mm～500mm壁厚為0.3～10mm。

3棒型材生產

耐熱鋼的棒型材主要有圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、八角鋼及少數異型鋼。耐熱鋼棒型材生產過程包括鋼錠開坯、加熱、軋制成材及熱處理、表面加工處理等。

低碳鋼的導熱性比合金鋼的導熱性好，所以碳鋼的裝爐溫度、加熱速度及極限加熱溫度的范圍都較寬，而合金鋼具有較嚴格的要求，而且合金鋼加熱到相變溫度時還要有一定的保溫時間；低碳鋼的熱塑性好，變形抗力較小，熱軋溫度范圍較大，一般可采用較大的變形量軋制，而合金鋼的熱塑性規律不一，一般變形抗力較大，咬入困難，只能采取較小變形量，確保均勻變形才不致產生應力裂紋。

鐵素體型耐熱鋼，導熱性較差，導熱系數只有一般低碳鋼的一半，并且熱膨脹系數較大，容易產生熱應力，因此要求加熱時采用慢速加熱并要有足夠的均熱時間。要控制合適的終軋溫度。鋼錠和鋼坯的表面缺陷可用機械方法清除，不要用砂輪研磨，以免產生研磨裂紋。

奧氏體型耐熱鋼，導熱性低但無組織應力產生，因此鋼錠的裝爐溫度不限。在高溫有良好的塑性，但熱變形抗力很大，隨著溫度下降，變形抗力急劇增高。因此，要控制終軋溫度與變形程度。在型鋼軋制中，其寬展系數幾乎是碳鋼的1.5倍，應采用單獨的孔型系統。這類鋼不需緩冷或熱處理，無組織應力產生。

馬氏體型耐熱鋼，導熱性較差，導熱系數僅稍高于奧氏體鋼，而且有較大的組織應力和熱應力，鋼錠需要熱裝爐。冷鋼錠進行表面清理前應先進行消除應力退火。鋼錠裝爐前，需先預熱，要緩慢加熱，均勻加熱。軋制時變形抗力較大，不宜采用大壓下量軋制。加熱溫度和終軋溫度應盡量高一些。這類鋼對熱應力很敏感，應按不同鋼種控制冷卻速度。清理表面缺陷之前，鋼錠、制坯應進行軟化退火，以免產生研磨裂紋。

4熱處理

把各種鋼坯、鋼材加熱到規定的溫度并保持一定的時間，然后用選定的冷卻速度和冷卻方法進行冷卻，從而得到需要的顯微組織和性能的操作工藝叫熱處理。熱處理操作工藝由加熱、保溫和冷卻三個階段組成。耐熱鋼熱處理的主要類型有退火、正火、淬火、回火、固溶處理，時效處理以及冷處理等。軋鋼生產中的熱處理大都屬于軋后熱處理或鋼材出廠前熱處理。耐熱鋼的組織、性能與熱處理有密切的關系。通過適宜的熱處理工藝，可允分發揮材料的潛力。

珠光體型耐熱鋼通常在正火或調質狀態下使用。馬氏體型耐熱鋼采用調質處理。正火或調質的目的是為了獲得穩定的組織、良好的綜合力學性能和高溫強度。

鐵素體鋼不能通過熱處理強化，只在750～900℃下進行退火處理，退火后須快速冷卻以避免475℃脆性。

奧氏體鋼按其生產特點可分為變形加工材料和鑄造材料。變形加工材料在固溶處理或穩定化處理或沉淀硬化(固溶處理加時效)狀態使用。退火是為了穩定組織以及消除冷作硬化和焊接應力。鑄造材料一般在鑄造狀態或固溶狀態使用，也有在沉淀硬化狀態下使用的。

固溶處理的主要目的有：一是使鋼中的各種相和碳化物固溶于固溶體中，獲得強化的固溶體；二是得到適宜的晶粒度。

時效的目的是為了使過飽和固溶體析出體散的強化相，達到彌散強化的效果。