耐熱不銹鋼310S是高鉻高鎳奧氏體不銹鋼，其不僅具有優良的耐蝕、力學性能，同時也具有優異的高溫耐氧化性、抗蠕變性。因此，被廣泛應用在各種高溫爐、特殊環境的高溫部件等。關于耐熱不銹鋼310S的高溫氧化機制，目前已經有了研究。太原鋼鐵集團的研究人員通過研究310S在空氣中的高溫氧化試驗來評定其高溫氧化性能，在分析氧化動力學增重曲線的基礎上，研究其氧化膜的形貌、分布、結構，并對其形成機制進行了解釋。試驗樣品取自太鋼奧氏體耐熱不銹鋼310S熱板，化學成分見下表(質量分數，%)：C0.055，Si0.50，Mn1.03，Cr25.52，Ni19.25。將樣品切割成30mm×15mm×4mmm，每個試驗點使用3個平行樣，對試樣進行研磨，經水砂紙打磨除去表面氧化皮及線切割加工痕跡，然后用乙醇清洗吹干。準備與試樣相同數量的坩堝，進行編號，用電阻加熱爐對其進行烘烤，使坩堝中的殘留物質充分發揮，質量恒定。

將高溫氧化的試樣直接置于坩堝中，一同放入箱式電阻爐中進行高溫氧化。試驗氣氛為空氣，氧化溫度分別為800、900、1000℃；每個試樣處理時間分別為20、40、60、80、100、120、140h。氧化完成后稱重并記錄，稱重儀器為電子分析天平。高溫氧化試驗結束后，用X射線衍射儀對氧化產物進行物相分析，用掃描電子顯微鏡、能譜儀分析氧化膜的表面形貌。分析結果表明：（1）耐熱不銹鋼310S在800、900、1000℃下表現出很好的性。各溫度下隨著時間的延長，均有不同程度氧化增重的趨勢，但隨著時間延長氧化趨勢減緩。同時隨著溫度的升高，氧化速率增快。（2）氧化膜由外層致密的尖晶石MnCr2O4、Cr2O3和內層的SiO2組成，隨溫度升高，MnCr2O4衍射峰增強，生成物增多。3層致密的結構加上氧化物本身的良好性能，使耐熱不銹鋼310S整體表現出很好的抗高溫氧化性。

工業用的鐵和鋼都是鐵碳兩種元素達的合金，含碳量在2.11%以上的是鐵，在2.11%以下的是鋼。鑄鐵和鑄鋼是工業機加工中常用的加工材料。下面，我們介紹幾種常見的鑄鐵和鑄鋼材料，以及它們的材料特性和結構特點。灰鑄鐵灰鑄鐵是含有片狀石墨的鑄鐵，是應用廣泛的鑄鐵，產量占鑄鐵總產量的80%以上。灰鑄鐵材料綜合力學性能低，抗壓強度大，是本身抗拉強度的3到4倍。消振能力比鋼大10倍，故經常用來制造承受振動的機座。彈性模量較低，其壁厚變化對力學性能影響較大。由于其對冷卻速度有很大的敏感性，灰鑄鐵鑄件在厚度較薄的截面上經常出現白口和裂紋，而在厚度較厚的截面上又經常導致琉松情況。因此，灰鑄鐵件截面厚度存在一個臨界值，如果超過了這個值，隨著壁厚增加，其強度、消振能力、彈性模量等力學性能不僅不會增強，反而顯著減弱。由于灰鑄鐵熱穩定性較低，因此不能用于制造那些長時間工作在超過250攝氏度環境下的零件。

相比于鑄鋼材料，采用灰鑄鐵可以得到厚度更薄，幾何形狀更復雜的鑄件，而且鑄件中的殘余內應力和翹曲變形都要更小一些。由于在各截面上性能比較均勻，灰鑄鐵常用于制造要求高，但截面不一定較厚的鑄件。蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是呈蠕蟲狀的鑄鐵，它摻入的石墨形態是介于片狀石和球狀之間的，化學結構與灰鑄鐵類似。蠕墨鑄鐵綜合力學性能比灰鑄鐵略好一點，而比球墨鑄鐵略遜，其沖擊韌性、延長率抗壓強度、屈服強度等均在二者之間，壁厚變化對力學性能影響比灰鑄鐵小。蠕墨鑄鐵對冷卻速度的敏感性比灰鑄鐵小得多，且具有良好的導熱性，所以經常用來制造工作環境溫度苛刻，溫度梯度比較大的零件。由于蠕墨鑄鐵材料強度較高，致密性好，對于缺口的敏感性小，具有良好的工藝性能，可以用來制造幾何形狀復雜的大型零件。為了節約廢鋼，減輕鑄件的重量，蠕墨鑄鐵還可用來替代孕育鑄鐵件，這樣做還可以達到有效提升成品率、增強鑄件氣密性的目的，特別適于生產液壓件。

球墨鑄鐵經過球化處理以及孕育處理而獲得的球狀石墨稱為球墨鑄鐵，這是上世紀中葉發展起來的一種高強度鑄鐵材料，綜合性能較高，接近于鋼，在工業上有十分廣泛的應用。球墨鑄鐵強度、塑性和彈性模量都要比灰鑄鐵好，抗磨性比灰鑄鐵高一倍，壁厚變化對力學性能影響小，但消振能力比灰鑄鐵低。雖然球墨鑄鐵對冷卻速度的敏感性較大，但由于其具有很高的熱穩定性，對高溫的耐受能力很強，因而可以用來制造在300到400攝氏度環境下工作的零件。它的力學性能受化學成分改變的影響較小，因此相對于其他鑄鐵材料，成品率更高。由于體積收縮率大，而線收縮率小，容易形成縮孔、縮松，球墨鑄鐵鑄件通常被設計成厚度均勻的結構，盡量避免厚大斷面。鑄鋼鑄鋼是含碳比例在2.11%以下的鐵碳合金材料，含碳比例低于0.2%的屬于低碳鋼，在0.2%到0.5%之間的屬于中碳鋼，高于0.5%的屬于高碳鋼。

另外，還有低合金鋼和高錳鋼等類型。鑄鋼材料綜合力學性能高，抗壓強度與抗拉強度基本相當，壁厚變化對力學性能影響很小，消振能力較低。因其壁厚變化對力學性能影響小，故適用于制造大厚度零件，但由于具有內應力和翹曲較大的特點，不適用于制造幾何結構復雜的零件。氣體飽和傾向較大，材料表面易產生旗氣泡，所以加工余量比鑄鐵材料多。雖然鑄鋼材料有很高的熱穩定性，但由于熱收縮率大，溫度變化時很容易發生開裂現象，所以設計時要強調壁厚均勻，轉角圓滑。提高鋼水潔凈度，即大大降低吹煉終點時的各種夾雜物含量，要求S低于0.005%；P低于0.005%，N低于20ppm。提高化學成分及溫度給定范圍的命中精度，為此采用復合吹煉、對熔池進行高水平攪拌并采用現代檢測手段及控制模型。減少補吹爐次比例，降低噸鋼耐材消耗。鐵水預處理對改進轉爐操作指標及提高鋼的質量有著十分重要的作用。