講到耐熱鋼（耐熱合金）和高溫合金，大家都明白，這些材料都是在高溫工況下服役，但對於(yu) 剛入行的新手，可能會(hui) 有疑惑，多高的溫度叫做高溫？高溫的工況有什麽(me) 特點？為(wei) 什麽(me) 要叫不同名字，耐熱鋼、耐熱合金、高溫合金，它們(men) 之間到底有什麽(me) 區別？ 

先來說耐熱鋼和耐熱合金。這兩(liang) 者的區別並沒有明確的規定，通常將合金元素含量小於(yu) 50%的稱為(wei) 耐熱鋼，合金元素含量大於(yu) 50%的，叫做（鐵基）耐熱合金。兩(liang) 者的分別主要在於(yu) 合金元素含量。 再來說耐熱鋼和高溫合金。耐熱鋼是指具有良好的高溫抗氧化性和高溫強度的鋼。耐熱鋼和耐熱合金在較高載荷下的最高使用溫度一般隻能達到750℃～850℃。對於(yu) 更高溫度下使用的部件，則采用鎳基、鈷基及難熔金屬為(wei) 基的高溫合金。兩(liang) 者的分別主要在於(yu) 耐高溫溫度範圍。 高溫工況對金屬的耐熱性提出了什麽(me) 挑戰？耐熱性具體(ti) 的含義(yi) ？

 金屬材料的耐熱性包含高溫抗氧化性和高溫強度兩(liang) 個(ge) 方麵。 

① 高溫抗氧化性 金屬的高溫抗氧化性是指鋼在高溫條件下對氧化作用的抗力，是鋼能否持久地在高溫下工作的重要保證條件。 氧化是一種典型的化學腐蝕，在高溫空氣、燃燒廢氣等氧化性氣氛中，金屬與(yu) 氧接觸發生化學反應即氧化腐蝕，腐蝕產(chan) 物(氧化膜)附著在金屬的表麵。隨著氧化的進行，氧化膜厚度繼續增加，金屬氧化到一定程度後是否繼續氧化，直接取決(jue) 於(yu) 金屬表麵氧化膜的性能。如果生成的氧化膜是致密、穩定的，與(yu) 基體(ti) 金屬結合力高，氧化膜強度較高，就能夠阻止氧原子向金屬內(nei) 部的擴散，降低氧化速度，否則會(hui) 加速氧化，使金屬表麵起皮和脫落等，導致零件早期失效。 鋼表麵氧化膜的組成與(yu) 溫度有關(guan) ，在570℃以下，氧化膜由Fe2O3+Fe3O4組成，比較致密，能有效地阻礙氧的擴散，抗氧化性較好。大於(yu) 570℃加熱，氧化膜由FeO+Fe2O3+Fe3O4組成，靠近鋼表麵的是FeO，向外依次為(wei) Fe3O4和Fe2O3，FeO疏鬆多孔，占整個(ge) 氧化膜厚的90%左右，金屬原子和氧原子很容易通過FeO層擴散，加速氧化。高溫下FeO的存在，鋼的抗氧化性大大下降，而且溫度越高，原子擴散越快，氧化速度越快。 提高鋼的抗氧化性主要途徑是合金化，在鋼中加入Cr、Si、Al等合金元素，使鋼在高溫與(yu) 氧接觸時，優(you) 先形成致密的高熔點氧化膜Cr2O3、SiO2、Al2O3等，嚴(yan) 密地覆蓋住鋼的表麵，阻止氧化的繼續進行。

 ② 高溫強度 金屬的高溫強度是指金屬材料在高溫下對機械載荷作用的抗力，即高溫下金屬材料抵抗塑性變形和破壞的能力。 金屬在高溫下表現出的力學性能與(yu) 室溫下有較大的區別，當工作溫度大於(yu) 再結晶溫度後，金屬除了受外力作用產(chan) 生了塑性變形和加工硬化外，還會(hui) 發生再結晶和軟化過程，因此在室溫下能正常服役的零件就難以滿足高溫下的要求。 金屬在高溫下的力學性能與(yu) 溫度、時間、組織變化等因素有關(guan) 。 金屬在高溫下工作常會(hui) 發生“蠕變”現象，即當工作溫度大於(yu) 再結晶溫度時，工作應力超過該溫度下的彈性極限時，隨時間的延長金屬發生緩慢變形的現象。金屬對蠕變的抗力越大，其高溫強度也越高。

 金屬的高溫強度一般用蠕變極限和持久強度來表示。蠕變極限是指金屬在某溫度下，經過一段時間後，其殘餘(yu) 變形量達一定數值時的應力值。持久強度是指在恒定溫度下經過一定時間，金屬材料發生斷裂破壞時的應力值。 金屬材料在高溫下晶界強度低於(yu) 晶內(nei) ，因此加入合金元素提高再結晶溫度，形成穩定的特殊碳化物，以及采用粗晶材料，減少晶界等都能有效地提高鋼的高溫強度。