HK40（ZG40Cr25Ni20）耐热铸钢具有良好的抗高温氧化及机械性能,被广泛的应用在如煤粉燃烧器喷嘴、乙烯裂解管、转化炉管、辐射管等关键部件上。在HK40钢中,Cr是主要的高温抗氧化元素。但是,随着使用温度的提高,HK40中Cr₂O₃保护膜逐渐不能适应要求。本文考虑将抗氧化性能更好的Al引入HK40耐热铸钢中,并将Cr元素的含量降低至20%以获得奥氏体基体,从而得到新型的耐热铸钢ZG40Cr20Ni20Alx,重点研究Al含量对ZG40Cr20Ni20耐热铸钢组织与性能的影响。为了提高其高温力学性能,我们还添加0.7%的Nb。试验结果表明ZG40Cr20Ni20钢铸态组织为奥氏体基体+共晶碳化物（Nb C和M₇C₃）,奥氏体晶粒比较粗大,少量添加的Al主要固溶到奥氏体基体中,随着Al含量的增加基体开始析出细小颗粒B2-Ni Al相和铁素体相,合金的强度逐渐提高,延伸率降低。经1100℃、480h空气中氧化试验可知,添加Al后耐热铸钢的抗氧化性能明显提高,含0%Al铸钢氧化层主要由外层Fe氧化物和内层Fe、Cr和Ni混合氧化物构成,氧化层受损严重;含1.76%Al和3.45%Al铸钢氧化层主要由内层铬的氧化物和外侧尖晶石氧化物（Fe Cr₂O₄）构成,低孔隙率的Fe Cr₂O₄附着在靠近基体的Cr₂O₃上可防止氧化铬挥发,含3.45%Al铸钢氧化皮中检测到Al₂O₃颗粒的存在填充了尖晶石的空隙,提高了合金的抗氧化性能;含5.34%Al的铸钢氧化层主要由致密Al₂O₃构成。经900℃、240h水蒸气氧化试验,耐热铸钢抗氧化性能在试验成分范围内随着Al元素的增加而逐渐增强。含0%Al和1.76%Al铸钢氧化层主要由外层Fe氧化膜,中间层尖晶石结构的Ni Fe₂O₄氧化膜,内层Cr₂O₃氧化膜组成;含3.45%和5.34%Al的ZG40Cr20Ni20Alx钢氧化膜主要由Al₂O₃组成。在外加载荷20MPa、温度为1000℃的条件下,ZG40Cr20Ni20Alx铸钢随着Al含量增加高温抗蠕变性能表现为先升后降的趋势。含0%Al和1.76%Al铸钢蠕变后析出相均由大量细小弥散第二相M₂₃C₆和沿晶界析出的骨架状Nb C相组成;随着Al含量的增加到3.45%,耐热铸钢晶内M₂₃C₆碳化物数量减少、颗粒粗大、弥散分布,对位错运动和晶界滑移的阻力降低,靠近晶界处的二次碳化物向晶界聚集,脆性相σ相析出倾向也增大,此外还检测到B2-Ni Al相;随着Al含量的进一步增加到5.34%,在基体中大量析出铁素体导致铸钢很难发生加工硬化,抗蠕变性能急剧下降。