馬氏體耐熱鋼是一種具有熱強(qiáng)性耐熱鋼，其中C和Cr含量較高，通常含鉻量為10-13%，可以通過彌散強(qiáng)化機(jī)理假如第二相獲得蠕變強(qiáng)度高的馬氏體耐熱鋼，少量的鎳、鉬、釩等合金元素來進(jìn)行合金化處理，鉻、硅主要提高鋼的抗氧化性，而鎳、鉬、鎢、釩、錳等則用以提高鋼的高溫強(qiáng)度。因此，馬氏體耐熱鋼具有高的蠕變強(qiáng)度、耐蝕性和熱強(qiáng)性，是火力發(fā)電廠設(shè)備制造的主要材料。
馬氏體耐熱鋼在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用比較普遍，一般多用于主蒸汽、高壓旁路、再熱蒸汽熱段、導(dǎo)汽管等高溫蒸汽管道和鍋爐本體過熱器、再熱器、連通管等部件，汽輪機(jī)葉片也大多采用馬氏體耐熱鋼。特別是進(jìn)入21 世紀(jì)，T/P91、T/P92 等新型馬氏體耐熱鋼引入我國(guó)以后，使其應(yīng)用更加廣泛。 

傳統(tǒng)的低鉻系列和鉻鉬系列電站鍋爐用鋼，其工作溫度和高溫強(qiáng)度比較低，不能適應(yīng)現(xiàn)代電站中高溫高壓部件的需要。在機(jī)組提高了運(yùn)行參數(shù)之后，若仍用原來的幾種耐熱鋼，設(shè)計(jì)受壓件的計(jì)算壁厚將顯著增加，大大增加鋼材的用量和受壓件的重量，增加電站鍋爐的造價(jià)，增加高溫運(yùn)行的熱應(yīng)力，給電站鍋爐的安全運(yùn)行帶來危害。因此，必須開發(fā)新型耐高溫高壓、抗腐蝕的電站鍋爐用鋼，這就是要在現(xiàn)代電站鍋爐中大量采用綜合性能優(yōu)良的高鉻馬氏體耐熱鋼的根本原因。

我國(guó)于20世紀(jì)70年代初開始應(yīng)用 9%～12%Cr 耐熱鋼，是世界上采用 9%～12%Cr耐熱鋼比較早的之一。它們主要用來制造電站鍋爐過熱器、再熱器、高溫蒸汽集箱、蒸汽管道。9%～12%Cr 鋼屬于高鉻馬氏體耐熱鋼，具有比較高的蠕變斷裂強(qiáng)度、高溫抗氧化及抗腐蝕性能。 電站鍋爐制造中初采用的高鉻耐熱鋼是合金成分比較簡(jiǎn)單的馬氏體耐熱鋼，如國(guó)內(nèi)電站鍋爐制造中早已采用的A213-T9、HT-7、1Cr9Mo1、F11（X20CrMoWV121） 、F12（X20CrMoV121） 、HT-9 等普通型高鉻耐熱鋼。雖然早期高鉻耐熱鋼的工作溫度和高溫強(qiáng)度都比傳統(tǒng)的低鉻和鉻鉬系列鋼有所提高，已經(jīng)在電站鍋爐制造中廣泛應(yīng)用，但是提高工作溫度和壓力的幅度還不夠大，還不能滿足超臨界、超超電站鍋爐的要求。通過人們不斷地研究和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在上述耐熱鋼中，借助現(xiàn)代冶金工業(yè)的高科技以及高純凈冶煉、控軋、控冷加工等技術(shù)，適當(dāng)添加 V、Nb、W、B、N 等強(qiáng)化合金元素之后，就可以開發(fā)出來新型的耐熱、耐高溫的高強(qiáng)度耐熱鋼。

馬氏體耐熱鋼的基本性能

1馬氏體耐熱鋼的抗氧化性

鋼在高溫時(shí)抵抗氧化氣氛腐蝕作用的性能稱為抗氧化性。碳鋼在570"C以上加熱時(shí)，形成三層氧化膜：外層是Fe：0，，中層是Fe，0。，里層(即與金屬鄰接)為FeO，其含氧量由表至里逐漸減少。其中Fe20，薄，F(xiàn)e30．次之，leO厚。FeO是缺位固溶體，晶體結(jié)構(gòu)不致密，氧原子容易通過晶格空隙進(jìn)行擴(kuò)散，因而氧化速度急劇增加，所以碳鋼的抗氧化性很差。當(dāng)鋼中加入Cr、Si、Al等元素時(shí)，由于這些合金元素比鐵容易氧化，在鋼的表面形成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜，使氧和金屬原子在氧化膜中不易擴(kuò)散，氧化過程被抑制，從而提高了鋼的抗氧化性。

零件的工作溫度越高，保證鋼具有高抗氧化性的含鉻量也越高。從圖中還可以看出，鋼中單獨(dú)加入18％Cr、3％Si或3％A1，都能提高鋼在1000℃左右的抗氧化性。但在一般情況下都不單獨(dú)加入一種元素。例如在鉻鋼中加入2％Cr或2％A1，既可提高鋼的抗氧化性，還可以改善鋼的熱強(qiáng)性及工藝性。評(píng)定耐熱鋼的抗氧化性主要是用稱重法，郎用單位時(shí)間、單位面積上增加或減少的重量來表示。因?yàn)槟蜔徜摫砻娴难趸锊灰酌撀洌收麄€(gè)過程表現(xiàn)為增重。

5.2馬氏體耐熱鋼的高溫強(qiáng)度

鋼在高溫時(shí)抵抗塑性變形及破斷的能力稱為鋼的高溫強(qiáng)度。評(píng)定高溫強(qiáng)度的指標(biāo)很多，其中主要的指標(biāo)是蠕變極限和持久強(qiáng)度。可以通過加入合金元素和熱處理來提高鋼的高溫強(qiáng)度，合金元素對(duì)鋼的高溫強(qiáng)度有很大的影響，其強(qiáng)化作用主要有以下幾個(gè)方面：

(1)基體的固溶強(qiáng)化。加入Cr、w、Mo、Si等合金元素提高鋼基體原子間的結(jié)合力和再結(jié)晶溫度，從而提高鋼的抗蠕變能力。同時(shí)，加入一種或多種合金元素如Ni、‰等使鋼成為單相的奧氏體。因?yàn)椋噼F原子排列比較致密，原子問結(jié)合力較強(qiáng)，故奧氏體型耐熱鋼比鐵素體型耐熱鋼的高溫強(qiáng)度高。

(2)晶界強(qiáng)化。高溫下晶界的強(qiáng)度比晶粒低，并且晶界原子排列不規(guī)則，擴(kuò)散易于進(jìn)行，因此粗晶粒比細(xì)晶粒具有更高的高溫強(qiáng)度．例如在鋼中加硼能填充晶界的空位，使擴(kuò)散受到阻礙，從而使晶界強(qiáng)化。

(3)沉淀強(qiáng)化。因合金碳化物或金屬化合物在高溫下不易聚集和長(zhǎng)大，因此可以使鋼強(qiáng)化。例如在奧氏體型耐熱鋼或耐熱合金中通過(w、Mo、Cr)。c。或(V、Nb)．C。等碳化物的沉淀強(qiáng)化，可提高基體的高溫強(qiáng)度。