Do pracy w specjalnych warunkach, które mogą być spowodowane wysoką temperaturą lub naprężeniami elektrycznymi, potrzebny jest materiał, który jest w stanie wytrzymać niekorzystne oddziaływanie środowiska. Do takich celów produkowane są gatunki stali odporne na ciepło.
Materiał ten jest wykonany w specjalny sposób, który pozwala wytrzymać i nie odkształcać się z długotrwałym negatywnym wpływem zewnętrznym przez długi czas. Charakteryzuje się tym rodzajem pełzania i wytrzymałości stali, które są głównymi wskaźnikami tego przemysłu.
Pełzanie jest odpowiedzialne za ciągłe odkształcanie materiału, gdy stal jest w niekorzystnych warunkach. Trwałość odpowiada za okres, w którym stal żaroodporna może wytrzymać wpływy zewnętrzne.
Odporne na ciepło stopy - co to jest?
Opór cieplny, zwany również odpornością na utlenianie, pokazuje, z jaką wytrzymałością dany materiał może długo wytrzymywać korozję gazową w wysokich temperaturach. Zdolność stali do przeciwstawiania się odkształceniom plastycznym i niszczeniu wskazuje, że materiał ten jest odporny na ciepło.
Takie żaroodporne stopy są stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Na przykład element grzejny pieców, który pracuje w temperaturze + 550 ° C, nie może być wykonany ze stali zwykłej, nieodpornej na ciepło, po prostu nie może wytrzymać takiego obciążenia.
W temperaturach powyżej pięciuset pięćdziesięciu stopni stopy na bazie żelaza są zdolne do utleniania, co powoduje powstawanie tlenku żelaza na ich powierzchni. Związek ten charakteryzuje się siecią krystaliczną, która nie zawiera atomów tlenu, co powoduje pojawienie się kruchych żużli.
Aby wyprodukować stal żaroodporną, musisz dodać do stopu takie pierwiastki, jak aluminium, chrom i krzem. To właśnie te związki pozwalają na odtworzenie innych sieci z tlenem, które wyróżniają się niezawodną i gęstą strukturą. Ilość i skład dodatków jest tworzony w zależności od środowiska, w którym ten stal żaroodporna będzie następnie pracować.
Maksymalna odporność cieplna stopów jest wykrywana przez te materiały, które zostały wyprodukowane z bazy niklowej. Znakowanie, które odnosi się do takich stopów:
- 15X25 T;
- 36Х18N25252;
- 15H6SYU;
- 08Х17T.
Dodatek chromu przyczynia się również do zwiększenia odporności cieplnej kompozycji stalowych, które mogą pracować bez utraty podstawowych właściwości nawet przy - 1150 ° C.
Odporny na ciepło stop - co to jest
Gatunek tej stali nadaje się do wytwarzania produktów, które będą działać w warunkach wysokiej temperatury i będą miały efekt pełzania . Pełzanie lub tendencja stopu do powolnego odkształcania zachodzi pod wpływem stałego obciążenia i stałej temperatury.
Pełzanie metalu jest dwojakiego rodzaju:
- Długa;
- Krótkoterminowy.
Ponieważ wytrzymałość cieplna stopu i jego gatunek zależy od rodzaju pełzania, jest ono ustalane podczas rozciągania produktów i analizy w oparciu o wyniki zachowania stopu. Przeprowadzaj takie procedury w piecu grzewczym w określonych temperaturach. Określa to wytrzymałość na pełzanie i zniszczenie materiału pod wpływem temperatury i odstępu czasu.
Gatunki stali żaroodpornych, ich klasyfikacja i opis
Struktury takich stali żaroodpornych dzieli się na:
perlityczny;- martenzytyczno-ferrytyczny;
- martenzytyczny;
- austenityczny.
Istnieje również podział stopów wysokotemperaturowych na austenityczno-ferrytyczne (martenzytyczne) i ferrytyczne.
Takie gatunki stopów martenzytycznych są produkowane:
- 4Х9С2 i 3Х13N7С2 (ten gatunek stali stosowany jest głównie w zaworach silników silnikowych, gdzie temperatura wzrasta do 850–950 ° С);
- Х6СМ, Х5М, 1Х8ВФ, 1Х12H2ВМФ, Х5ВФ (taki stop nadaje się do produkcji części i zespołów, które muszą pracować przez 1000–10000 godzin w granicach temperatury 500–600 ° С);
- X5 (ta marka jest używana do produkcji rur, które będą działać w temperaturze ograniczonej do 650 ° C);
- 1H8VF (ten typ stopów jest wykorzystywany do produkcji części turbin parowych, które mogą pracować przez 10 000 godzin bez strat w temperaturze, która nie przekroczy 500 ° C).
Po dodaniu chromu do stopów perlitycznych otrzymuje się gatunki stopów martenzytycznych. Do materiałów perlitycznych należą stopy wysokotemperaturowe z oznaczeniem: X7CM, X10C2M, X9C2, X6C . Są utwardzane w temperaturze 950–1100 ° C, a następnie w temperaturze 8100 ° C wytwarzają odpuszczanie stali, co pozwala na tworzenie stałych struktur o strukturze sorbitolu.
Stopy ferrytyczne mają drobnoziarnistą strukturę, którą uzyskują po obróbce cieplnej i wypalaniu. W takich kompozycjach z reguły chrom występuje w ilości od dwudziestu pięciu do trzydziestu trzech. Taka stal żaroodporna stosowana do produkcji wymienników ciepła i urządzeń do pirolizy.
Następujące oznaczenia materiałowe odnoszą się do stopów ferrytycznych: 1Х12ЮЮ, Х28, Х17, Х18ЮЮ, 0Х17T, Х25T . Ale nie mogą być podgrzewane do więcej niż sto osiemdziesiąt stopni, w przeciwnym razie materiał stanie się kruchy ze względu na gruboziarnistą strukturę.
Materiały martenzytyczno-ferrytyczne doskonale nadają się do produkcji części inżynierskich, których praca będzie prowadzona w temperaturze sześciuset stopni i przez długi czas.
Najpopularniejsze stopy żaroodporne
Austenityczne stopy żaroodporne stały się najpopularniejszymi materiałami obecnie w tym segmencie produkcji stali. Ich struktura jest tworzona z pomocą niklu, który jest częścią, a właściwości żaroodporne są zapewnione przez obecność chromu . Takie gatunki austenityczne są dobrze odporne na tworzenie się kamienia w temperaturach nieprzekraczających tysiąca stopni.
W produkcji tego stopu stosuje się dwa rodzaje uszczelniaczy: międzymetaliczny lub węglikowy. Uszczelnienia te zapewniają austenityczną stal o specjalnych właściwościach, które są tak pożądane w różnych nowoczesnych gałęziach przemysłu.
Najpopularniejsze i obecne stopy są podzielone na dwie grupy:
- Utwardzanie dyspersyjne (gatunki Х12Н20Т3Р, 0Х14Н28В3Т3ЮР, 4Х14Н14В2М, 4Х12Н8Г8MFB - ta stal jest najbardziej odpowiednim materiałem do produkcji części turbin i zaworów silnikowych);
- jednorodne (gatunki Х25N20C2, 1Х14H16B, Х23N18, Х25Н16G7АР, Х18H10T, 1Х14H18В2Á, Х18H12T - te marki są używane do produkcji rur i kształtek, które będą pracować pod dużym obciążeniem).
Dzięki stopowi o stabilnej strukturze stale austenityczno-ferrytyczne wykazują dość wysoką odporność na ciepło. Ze względu na ich kruchość, takich gatunków nie można stosować do produkcji obciążonych części, ale stopy te działają dobrze w temperaturach dochodzących do 1150 ° C.
Metale ogniotrwałe i stopy
Jeśli produkcja wymaga szczegółów szacowanego środowiska pracy, które wynosi tysiąc, a nawet dwa tysiące stopni, to stop powinien używać metali ogniotrwałych.
Użyte elementy i ich temperatura topnienia to:
wolfram (3410 ° C);- tantal (3000 ° C);
- niob (2415 ° C);
- wanad (1900 ° C);
- cyrkon (1855 ° C);
- ren (3180 ° C);
- molibden (2600 ° C);
- hafn (2000 ° C).
Metale te są deformowane po podgrzaniu, ponieważ wysoka temperatura powoduje ich zmianę w stan kruchy. Ich włóknista struktura powstaje po podgrzaniu do stanu rekrystalizacji metali ogniotrwałych. Odporność na ciepło wzrasta dzięki mieszankom specjalnych dodatków . A przed utlenianiem w temperaturach powyżej tysiąca stopni materiały te chronią dodatki tytanu, tantalu i molibdenu.
Dzięki stopom różnych pierwiastków można uzyskać pożądane właściwości materiałów żaroodpornych, które można wykorzystać w różnych gałęziach przemysłu do pracy w różnych warunkach temperaturowych.