2Cr25Ni20Si2 的碳不超过 0.25%：炉用件焊后必须快冷

2Cr25Ni20Si2 是高铬镍奥氏体耐热钢，碳不超过 0.25%、硅 1.5%~2.5%、铬 24%~27%、镍 19%~21%，对应 310S 的高硅变种。同族 1.4841 的参照数据是密度 7.9 g/cm³，固溶 1080~1130℃ 后快冷，抗拉不低于 520 MPa。

硅 2% 换的是哪一层膜

硅在高温氧化时进入氧化膜，形成 SiO₂ 的内层，阻挡金属离子向外扩散，抗氧化温度比不含硅的 310S 高一档。硅还提高抗渗碳能力，炉内碳势高的工况，硅让碳的扩散速率下降。硅偏高，σ 相析出倾向上升，塑性与焊接性下降；硅偏低，抗氧化与抗渗碳不够。

600~800℃ 的 σ 相

这一族在 600~800℃ 停留会析出 σ 相，σ 相富铬、硬而脆，析出后晶界脆化、塑性下降，长期服役的炉底板、料筐会变脆。控制手段是避开这个温区的长时间停留，固溶后快冷，不让材料在敏化区慢慢冷却。已经脆化的件不能敲击，拆装时要轻。

焊后快冷的理由

焊接的热影响区在 600~900℃ 停留，碳化物与 σ 相沿晶界析出，耐蚀与塑性同时下降。焊后立即快冷（空冷或风冷），把停留时间压到最短；厚板的层间温度控制在 150℃ 以下，层间不等待自然冷却，用风冷加速。焊后不做固溶的件，热影响区是薄弱段。

520 MPa 与高温蠕变

固溶态抗拉不低于 520 MPa 是常温值，高温下的许用应力按蠕变取值。900℃ 以上的蠕变强度靠铬镍的固溶强化与碳化物，碳 0.25% 提供碳化物的来源；碳偏低，蠕变强度不足，碳偏高，σ 相析出快。成分窗口要把碳与硅成对控制。

炉底板的变形与支承

渗碳与抗渗碳

炉内碳势高的工况，普通 310S 会渗碳，表面形成碳化物层，层与基体的界面在热循环下开裂。硅 1.5%~2.5% 降低碳的扩散速率，抗渗碳能力提高。碳势极高（如渗碳炉的马弗罐）时，还要加涂层或改用更高镍的牌号。

膨胀与结构间隙

这一族的线膨胀系数在 18×10⁻⁶/℃ 量级，1000℃ 时 1 m 长的件伸长 18 mm。炉底板之间的膨胀缝、料筐与导轨的间隙都按这个量留，留小了热态卡死，留大了工件跑偏。间隙的计算用设计温度与室温的温差，不按炉温。料筐的吊耳与筐体的连接处是应力集中点，焊接后打磨圆角，吊耳按 2 倍工作载荷做静载试验，吊耳的焊缝按全焊透设计。

焊接材料的选择

焊接用同材质焊丝或 25-20 类焊材，焊材的碳含量低于母材，减少热裂纹。焊缝的 σ 相析出倾向比母材高，焊后快冷能压住。厚板的坡口角度加大，熔合比降低，焊缝的成分更接近焊材。

标准与验收

牌号按 GB/T 20878 的不锈钢体系对照，同族参照 1.4841 与 06Cr25Ni20。化学成分按标准核对碳、硅、铬、镍，力学按 GB/T 228.1，高温性能按 GB/T 2039 做持久，抗氧化按增重法在 1000℃ 做 100 小时。

炉底板在高温下承受工件重量与自身重量，蠕变变形导致中间下凹，工件跑偏。设计时把支承点加密，底板分块，块与块之间留膨胀缝，缝宽按 1000℃ 的膨胀量算。底板的厚度按蠕变强度定，不按常温强度，厚度不足是下凹的主因。底板与工件的接触面要平整，局部凸起会让应力集中，凹坑从这里开始扩展。