ZG40Cr26Ni12Ni2 是一種以高鉻鎳為基礎(chǔ)的奧氏體耐熱鑄鋼，廣泛應(yīng)用于高溫、滲碳性強(qiáng)（含碳?xì)浠衔铮┗驈?qiáng)氧化性環(huán)境中。它的設(shè)計初衷就是為了在嚴(yán)苛的高溫條件下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗變形能力和抗環(huán)境侵蝕能力。

針對您關(guān)心的點(diǎn)，以下是詳細(xì)分析：

1. 抗高溫氧化性能 (Excellent High-Temperature Oxidation Resistance)：

   * 核心元素 - 高鉻含量 (Cr ≈ 26%)：這是其抗氧化性的基礎(chǔ)。在高溫（尤其是800°C以上）含氧氣環(huán)境中，鋼表面會選擇性氧化生成一層以Cr?O?為主的致密保護(hù)層（氧化膜）。

   * 機(jī)理：ZG40Cr26Ni12Si2耐熱鋼管抗?jié)B碳 抗高溫氧化

      * 阻擋層：致密的Cr?O?膜能有效阻擋環(huán)境中氧(O?)向內(nèi)擴(kuò)散，阻止基體金屬被進(jìn)一步氧化。

      * 自修復(fù)性：在服役過程中，如果保護(hù)層受到局部損傷（如熱震、機(jī)械刮擦），基體中的鉻會擴(kuò)散到表面重新形成保護(hù)層。

      * 硅的貢獻(xiàn) (Si ≈ 2%)：硅能促進(jìn)形成更穩(wěn)定、更致密、附著力更好的氧化鉻層，并能在一定程度上生成玻璃態(tài)的SiO?，進(jìn)一步增強(qiáng)阻擋氧擴(kuò)散的能力。Si還可以改善氧化膜與基體的結(jié)合力。

   * 性能特點(diǎn)：

      * 高抗氧化溫度：該合金在高達(dá)約1150°C 的氧化氣氛中表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化能力（通常連續(xù)使用溫度可達(dá)1000-1100°C，具體取決于環(huán)境和部件壽命要求）。

      * 低氧化速率：得益于厚實(shí)、致密且穩(wěn)定的Cr?O?膜，其氧化增重和金屬損耗率遠(yuǎn)低于普通低合金鋼和鉻含量較低的耐熱鋼。

2. 抗?jié)B碳性能 (Very Good Carburization Resistance)：ZG40Cr26Ni12Si2耐熱鋼管抗?jié)B碳 抗高溫氧化

   * 滲碳的危害：在高溫（特別是700-1100°C）含有碳?xì)浠衔?CH?, C?H?等)、CO、CO?或石墨等碳源的氣氛中（如裂解爐、滲碳爐、轉(zhuǎn)化爐），碳原子會滲入鋼材內(nèi)部。這會導(dǎo)致：

      * 表面或晶間形成脆硬的碳化物（特別是Cr?C?, Cr??C?等）。

      * 這些碳化物消耗基體中的鉻，使周圍區(qū)域貧鉻，破壞氧化膜的保護(hù)能力，加速氧化。

      * 材料脆性增加，韌性下降，在熱循環(huán)或機(jī)械應(yīng)力下容易開裂剝落。

      * 體積膨脹，導(dǎo)致應(yīng)力、變形，甚至破壞耐火材料襯里。

   * 抗?jié)B碳機(jī)制：

      * 外層氧化膜是第一道防線：上述那層致密的Cr?O?膜不僅能阻止氧擴(kuò)散，也能有效阻擋碳原子的擴(kuò)散和滲入，物理隔絕鋼基體與含碳?xì)夥盏闹苯咏佑|。

      * 高鉻含量提供“碳儲備"：即使在氧化膜局部不完整（或在高碳勢下少量碳滲入）的情況下，高鉻含量的基體也能吸收溶解一部分碳并形成碳化物，延緩脆性層的形成速度和向內(nèi)部擴(kuò)展的程度。26%的Cr提供了足夠的鉻來形成碳化物而不至于使局部區(qū)域急劇貧鉻。

      * 硅(Si)的作用：硅能顯著提高材料的抗?jié)B碳性能。硅傾向于在氧化膜/基體界面富集，形成的含SiO?層（即使在還原性氣氛下也可能局部存在）對碳的擴(kuò)散具有的阻擋作用。

      * 鎳(Ni)的作用：鎳穩(wěn)定奧氏體組織，降低碳在基體中的擴(kuò)散系數(shù)，有助于減緩滲碳層向內(nèi)部生長的速度。

   * 性能特點(diǎn)：

      * 優(yōu)異的抗?jié)B碳能力：ZG40Cr26Ni12Si2 是的抗?jié)B碳性能優(yōu)異的鋼種之一。它在如乙烯裂解爐管（結(jié)焦嚴(yán)重區(qū)）、高溫滲碳爐部件、石化轉(zhuǎn)化爐管等高碳勢環(huán)境中表現(xiàn)出色。

      * 適用于惡劣氣氛：特別適合碳活性(ac)很高（碳勢強(qiáng)），以及存在硫化物和氯離子（如煉油/石化裝置）等促進(jìn)滲碳的復(fù)雜氣氛。

總結(jié)：

* 抗高溫氧化： ZG40Cr26Ni12Si2在含氧高溫環(huán)境下表現(xiàn)極其優(yōu)異，核心是高鉻(26%)形成穩(wěn)定致密的Cr?O?保護(hù)膜，輔以硅(2%)的強(qiáng)化作用。其使用溫度上限可達(dá)1100°C左右。

* 抗?jié)B碳： 該合金具有杰出的抗?jié)B碳能力。其表面的Cr?O?保護(hù)膜是物理屏障，而高Cr、高Si的成分配置提供了化學(xué)屏障，共同有效抵抗高溫含碳?xì)夥盏那治g。它在乙烯裂解等結(jié)焦?jié)B碳嚴(yán)重環(huán)境中的應(yīng)用證明了這一點(diǎn)。

使用該材料的注意事項(xiàng)：

* 鑄造狀態(tài)：作為鑄鋼件，其力學(xué)性能、微觀組織均勻性可能不如軋制鍛件。需注意避免鑄造缺陷。

* 焊接性：雖然可焊，但焊接復(fù)雜且需特殊焊接材料和嚴(yán)格的預(yù)熱、焊接及焊后熱處理工藝。應(yīng)盡量避免在現(xiàn)場進(jìn)行大量焊接，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮鑄造整體結(jié)構(gòu)。建議使用相似成分甚至更高級別成分（如ZG35Cr30Ni15Si2或ZG35Cr45Ni10Nb）的焊材。

* 高溫強(qiáng)度與蠕變：雖然耐腐蝕好，但在1100°C以上時其高溫強(qiáng)度和抗蠕變能力會顯著下降，需根據(jù)具體服役溫度下的強(qiáng)度要求選用（更高鎳鉻或含Nb/W的合金高溫強(qiáng)度更好）。ZG40Cr26Ni12Si2在900-1000°C范圍有較好的強(qiáng)度。

* 熱疲勞：在反復(fù)劇烈加熱冷卻（熱震）的環(huán)境中，其抗熱疲勞性能也是選材時需要考慮的因素。

典型應(yīng)用場景舉例（這些正是需要抗高溫氧化+抗?jié)B碳的環(huán)境）：

* 乙烯裂解爐管（尤其是易結(jié)焦的高溫段）：承受高達(dá)1100°C，裂解氣含大量碳?xì)浠衔铮堑湫偷膹?qiáng)滲碳+強(qiáng)氧化+熱循環(huán)環(huán)境。

* 高溫滲碳爐輻射管、馬弗罐、工裝夾具：直接暴露在滲碳?xì)夥罩小?/p>

* 石化工業(yè)中的轉(zhuǎn)化爐管（如制氫裝置）：高溫含烴/蒸汽混合氣。

* 處理強(qiáng)氧化性物料的窯爐構(gòu)件、熱風(fēng)風(fēng)帽、熱處理爐導(dǎo)軌等。

結(jié)論：

ZG40Cr26Ni12Si2 是針對高溫抗?jié)B碳和抗高溫氧化需求而設(shè)計的經(jīng)典耐熱鑄鋼。它在這兩方面表現(xiàn)非常出色，尤其在高碳勢環(huán)境中的應(yīng)用優(yōu)勢，是石化、化工、熱處理等行業(yè)高溫設(shè)備關(guān)鍵部件的可靠選擇之一。選材時需結(jié)合具體工況（溫度、氣氛成分、應(yīng)力狀態(tài)、預(yù)期壽命等）進(jìn)行評估。