在合成氨、甲醇、城市煤氣和直接還原煉鋼工廠的蒸汽轉(zhuǎn)化爐中，廣泛地采用鑄造耐熱不銹鋼爐管作為觸煤管。此外，在乙烯裝置中的裂解管也應(yīng)用它。這類爐管與鍋爐等工業(yè)使用的爐管相比，工作溫度通常較高，同時(shí)所輸送化工介質(zhì)的流體在工作溫度下，具有較大的化學(xué)活性，因而對(duì)耐蝕性有一定要求。因此，不能單純從強(qiáng)度方面來(lái)選材。

  鑄造耐熱不銹鋼爐管是用離心鑄造或用電渣熔鑄的方法制成的。鑄成的爐管可直接使用，也可在鑄造爐管內(nèi)壁表面進(jìn)行機(jī)械加工后使用。常用鑄造爐管的化學(xué)成分及力學(xué)性能見(jiàn)表4-62和表4-63。其中，HK-40爐管應(yīng)用歷史較長(zhǎng)，應(yīng)用范圍較廣，本文著重進(jìn)行介紹。

  HK-40鑄造爐管的組織是由奧氏體與初次碳化物M₇C₃的共晶物組成，屬于含共晶體的奧氏體耐熱鋼。骨架狀共晶碳化物使鋼材的高溫蠕變強(qiáng)度比純奧氏體鋼提高了許多。鋼管在高溫條件下工作時(shí)，會(huì)發(fā)生時(shí)效，在奧氏體晶內(nèi)逐步析出二次碳化物（M₂₃C₆）微粒；初次碳化物也會(huì)逐步變化為Cr₂₃C₆。這些分散的二次碳化物顆粒可大大

提高奧氏體晶體的高溫強(qiáng)度。但是在高溫下長(zhǎng)時(shí)間工作，二次碳化物會(huì)逐步由增多轉(zhuǎn)為聚集長(zhǎng)大，即發(fā)生過(guò)時(shí)效，此時(shí)鋼的強(qiáng)度逐步下降。另外，當(dāng)工作溫度低于900℃在650℃以上長(zhǎng)期工作，鋼中會(huì)有σ  相析出。

  HK-40爐管的主要化學(xué)成分有鉻、鎳、碳等。其中鉻元素大部分成為固溶元素，另一部分則與碳形成鉻的碳化物，使合金具有良好的耐熱性和較高的高溫蠕變斷裂強(qiáng)度。良好的耐熱性是由于鉻元素使?fàn)t管表面形成一層致密的氧化膜，從而使?fàn)t管具有良好的抗氧化性和一定的抗?jié)B碳能力。同時(shí)與奧氏體型不銹鋼一樣，在氧化性介質(zhì)和某些還原介質(zhì)中，由于鉻和鎳的共同作用，這種爐管具有良好的耐蝕性。鎳主要起穩(wěn)定奧氏體的作用，并能提高爐管的高溫強(qiáng)度、高溫韌性以及抗?jié)B碳作用。碳與鉻作用可顯著地提高HK-40爐管蠕變斷裂強(qiáng)度。為防止鋼材過(guò)早過(guò)快發(fā)生σ相脆化，w（C）不宜低于0.38％。有時(shí)，為了提高爐管高溫抗?jié)B碳能力，要將爐管中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到1.8％，此時(shí)應(yīng)當(dāng)同時(shí)提高鋼材中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，達(dá)到0.5％，以抑制由硅的含量增加而出現(xiàn)大量微裂紋的傾向，從而提高爐管的焊接性。應(yīng)當(dāng)注意到，較早期裂解爐所用HK-40鋼爐管，其硅含量較高，有的w（Si）高達(dá)2％以上，這是因?yàn)闋t管工作溫度高于900℃時(shí)的主要矛盾是耐滲碳和高溫強(qiáng)度而不是σ相脆化。

  HP系列鑄造耐熱不銹鋼爐管可以看作是在HK系列基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其主要化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（％）為：25Cr和35Ni。其中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比HK-40提高了15％，以適應(yīng)乙烯裂解管高溫區(qū)的需要，且增強(qiáng)了爐管的耐滲碳和抗氧化能力；另一方面由于鎳含量增加，減少了碳在奧氏體中的溶解度，在碳含量相同的情況下，HP系列比HK-40爐管的共晶碳化物多，從而提高了蠕變斷裂強(qiáng)度和高溫塑性。在HP系列爐管中，添加鎢、鉬合金元素主要是為了提高爐管的抗?jié)B碳能力。特別是鈦和鈮的復(fù)合加人，效果最佳。當(dāng)（Ti＋Nb）／C原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％時(shí)或者Ti／（Ti＋Nb）原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.5％左右時(shí)，此時(shí)的蠕變斷裂強(qiáng)度達(dá)到最高值，伸長(zhǎng)率為20％～30％，高溫韌性也得到明顯的提高。由于HP-Nb鋼的高溫強(qiáng)度（尤其是在800～900℃以上溫度區(qū)）比HK-40高得多，所以在同等工作條件下的爐管壁厚可減薄約1/3，因此，這種爐管既能節(jié)省能源又能節(jié)省鋼材。HP系列鋼材，在許多領(lǐng)域取代了原來(lái)的HK-40，尤其是在乙烯裂解爐中得到較為廣泛的應(yīng)用。