在合成氨、甲醇、城市煤气和直接还原炼钢工厂的蒸汽转化炉中，广泛地采用铸造耐热不锈钢炉管作为触煤管。此外，在乙烯装置中的裂解管也应用它。这类炉管与锅炉等工业使用的炉管相比，工作温度通常较高，同时所输送化工介质的流体在工作温度下，具有较大的化学活性，因而对耐蚀性有一定要求。因此，不能单纯从强度方面来选材。

铸造耐热不锈钢炉管是用离心铸造或用电渣熔铸的方法制成的。铸成的炉管可直接使用，也可在铸造炉管内壁表面进行机械加工后使用。常用铸造炉管的化学成分及力学性能见表4-62和表4-63。其中，HK-40炉管应用历史较长，应用范围较广，本文着重进行介绍。

表4-62 铸造耐热不锈钢炉管的化学成分

表4-63 铸造耐热不锈钢炉管的力学性能(www.daowen.com)

HK-40铸造炉管的组织是由奥氏体与初次碳化物M₇C₃的共晶物组成，属于含共晶体的奥氏体耐热钢。骨架状共晶碳化物使钢材的高温蠕变强度比纯奥氏体钢提高了许多。钢管在高温条件下工作时，会发生时效，在奥氏体晶内逐步析出二次碳化物（M₂₃C₆）微粒；初次碳化物也会逐步变化为Cr₂₃C₆。这些分散的二次碳化物颗粒可大大提高奥氏体晶体的高温强度。但是在高温下长时间工作，二次碳化物会逐步由增多转为聚集长大，即发生过时效，此时钢的强度逐步下降。另外，当工作温度低于900℃在650℃以上长期工作，钢中会有σ相析出。

HK-40炉管的主要化学成分有铬、镍、碳等。其中铬元素大部分成为固溶元素，另一部分则与碳形成铬的碳化物，使合金具有良好的耐热性和较高的高温蠕变断裂强度。良好的耐热性是由于铬元素使炉管表面形成一层致密的氧化膜，从而使炉管具有良好的抗氧化性和一定的抗渗碳能力。同时与奥氏体型不锈钢一样，在氧化性介质和某些还原介质中，由于铬和镍的共同作用，这种炉管具有良好的耐蚀性。镍主要起稳定奥氏体的作用，并能提高炉管的高温强度、高温韧性以及抗渗碳作用。碳与铬作用可显著地提高HK-40炉管蠕变断裂强度。为防止钢材过早过快发生σ相脆化，w（C）不宜低于0.38%。有时，为了提高炉管高温抗渗碳能力，要将炉管中硅的质量分数提高到1.8%，此时应当同时提高钢材中碳的质量分数，达到0.5%，以抑制由硅的含量增加而出现大量微裂纹的倾向，从而提高炉管的焊接性。应当注意到，较早期裂解炉所用的HK-40钢炉管，其硅含量较高，有的w（Si）高达2%以上，这是因为炉管工作温度高于900℃时的主要矛盾是耐渗碳和高温强度而不是σ相脆化。

HP系列铸造耐热不锈钢炉管可以看作是在HK系列基础上发展起来的，其主要化学成分的质量分数（%）为：25Cr和35Ni。其中镍的质量分数比HK-40提高了15%，以适应乙烯裂解管高温区的需要，且增强了炉管的耐渗碳和抗氧化能力；另一方面由于镍含量增加，减少了碳在奥氏体中的溶解度，在碳含量相同的情况下，HP系列比HK-40炉管的共晶碳化物多，从而提高了蠕变断裂强度和高温塑性。在HP系列炉管中，添加钨、钼合金元素主要是为了提高炉管的抗渗碳能力。特别是钛和铌的复合加入，效果最佳。当（Ti+Nb）/C原子质量分数为0.5%时或者Ti/（Ti+Nb）原子质量分数在0.5%左右时，此时的蠕变断裂强度达到最高值，伸长率为20%～30%，高温韧性也得到明显的提高。由于HP-Nb钢的高温强度（尤其是在800～900℃以上温度区）比HK-40高得多，所以在同等工作条件下的炉管壁厚可减薄约1/3，因此，这种炉管既能节省能源又能节省钢材。HP系列钢材，在许多领域取代了原来的HK-40，尤其是在乙烯裂解炉中得到较为广泛的应用。