Rezistent la căldură și rezistență la căldură
Structurile descărcate, operate la o temperatură de aproximativ 550 ° C într-o atmosferă de gaz oxidant, sunt de obicei realizate din oțel rezistent la căldură. Aceste produse includ adesea părți ale cuptoarelor de încălzire. Aliajele pe bază de fier la temperaturi de peste 550 ° C tind să fie oxidate activ, motiv pentru care se formează oxid de fier pe suprafața lor. Un compus cu o latură de cristal elementară și o lipsă de atomi de oxigen conduce la apariția unei scări fragile.
Pentru a îmbunătăți rezistența la căldură a oțelului în compoziția chimică sunt introduse:
- crom;
- siliciu;
- aluminiu.
Aceste elemente, combinate cu oxigen, contribuie la formarea de structuri cristaline fiabile și fiabile în metal, îmbunătățind astfel capacitatea metalului de a transfera în siguranță temperatura ridicată.
Tipul și cantitatea de elemente de aliere introduse în aliajul pe bază de fier depinde de temperatura la care este utilizat produsul. Cea mai bună rezistență la căldură din oțel, a cărui aliere a fost efectuată pe bază de crom. Cele mai renumite branduri ale acestor Silchromuri:
- 15H25T;
- 08H17T;
- 36H18N25S2;
- H15H6SYU.
Odată cu creșterea cantității de crom în compoziția rezistenței la căldură crește. Cu crom, se pot crea clase de metal, ale căror produse nu își vor pierde caracteristicile originale chiar și cu expunere pe termen lung la temperaturi de peste 1000 ° C.
Caracteristicile materialelor rezistente la căldură
Rezistent la căldură și aliajele din oțel sunt exploatate cu o expunere constantă la temperaturi ridicate și nu are loc tendința de creează. Esența acestui proces, care este expusă la grade de oțel și alte metale, este că materialul, care este expus la temperatură constantă și stres, este deformat lent sau târî.
Creep, care se evită atunci când se creează oțeluri și metale rezistente la căldură de alt tip, este:
- lung;
- pe termen scurt.
Pentru a determina parametrii scurgerii pe termen scurt, materialele sunt supuse unor încercări: acestea sunt plasate într-un cuptor încălzit la temperatura dorită și se aplică o sarcină de tracțiune pentru o anumită perioadă de timp. Într-un timp scurt, nu este posibil să testați materialul pentru o tendință de fluaj lung și să aflați ce limită este. În acest scop, produsul de testare din cuptor este supus unei încărcări continue.
Importanța limitei de fluaj este că caracterizează cel mai mare stres care duce la distrugerea unei probe încălzite după expunere pentru o anumită perioadă de timp.
Graduri de oteluri rezistente la căldură și rezistente la căldură
Prin structura internă, categoriile sunt următoarele:
- martensitică;
- austenitică;
- martensitica-feritic;
- perlită.
Oțelul rezistent la căldură poate fi de două tipuri:
- feritic;
- martensitic sau austenitic-ferit.
Printre oțelurile cu structură martensitică, cele mai cunoscute:
X5 (din aceasta sunt realizate țevi, care vor funcționa la o temperatură care nu depășește 650 ° C).- Х5М, Х5ВФ, 1 Х8ВФ, Х6СМ, 1 Х12Н2ВМФ (folosit pentru fabricarea produselor care funcționează la 500-600 ° C pentru o anumită perioadă de timp (1000-10000 ore).
- 3X13H7C2 și 4X9C2 (produsele din acestea funcționează cu succes la 850-950 ° C, deci sunt fabricate supape ale motoarelor motoare ale vehiculelor).
- 1H8VF (produsele fabricate din acest oțel sunt exploatate cu succes la temperaturi de cel mult 500 ° C timp de 10.000 de ore și mai mult, în special elementele structurale ale turbinelor cu abur sunt fabricate din material).
Baza structurii martensitice este perlitul, care modifică starea dacă conținutul de crom în compoziția materialului crește. Forme perlite de oteluri rezistente la căldură și rezistente la căldură, care sunt crom-siliciu și crom-molibden:
- H6S;
- H7SM;
- H6SM;
- H9S2;
- H10S2M;
- X 13H7C2.
Pentru a obține din aceste oțeluri materialul cu structura de sorbitol, caracterizat prin duritate ridicată (nu mai puțin de 25 HRC), mai întâi acestea sunt stingate la 950-1100 ° C și apoi supuse temperării.
Aliajele de oțel cu structură ferită, din categoria rezistente la căldură, conțin crom de 25-33%, ceea ce determină caracteristicile lor. Pentru a conferi acestor oțeluri o structură cu granulație fină, produsele lor sunt recoace. Această categorie de oțel include:
- 1 Х12СЮ;
- X17;
- H18SYU;
- 0H17T;
- H25T;
- X 28.
Când se încălzește la 850 ° C sau mai mult, granulația structurii interne se mărește, ceea ce face ca fragilitatea să fie mai mare.
Fabricat din oțel inoxidabil termorezistent:
- foaie de oțel;
- tevi fără sudură;
- agregate ale industriei chimice și alimentare.
Oțelul, pe bază de ferită și martensite, se utilizează în mod activ în fabricarea de produse pentru diferite scopuri în ingineria mecanică. Chiar de foarte mult timp, produsele fabricate din astfel de aliaje rezistente la căldură au fost operate cu succes la temperaturi de până la 600 ° C.
Cele mai comune tipuri de oțel rezistent la căldură:
- H6SYU;
- 1H13;
- 1 H11MF;
- 1H12VNMF;
- 1 X12V2MF;
- 2 X12VMBFR.
Cromul în compoziția chimică a acestor aliaje - 10-14%. Aditivii de aliere care îmbunătățesc compoziția, aici - vanadiu, tungsten și molibden.
Fonturi austenitic-feritice și austenitic
Caracteristicile cele mai importante ale oțelurilor austenitice sunt că structura lor internă este formată din cauza conținutului de nichel în compoziția lor, iar rezistența la căldură este asociată cu cromul.
În aliajele din această categorie, caracterizate printr-un conținut scăzut de carbon, uneori există elemente de aliere titan și niobiu. Oțelurile, a căror structură internă este austenită, intră în categoria oțelului inoxidabil și, sub o expunere prelungită la temperaturi ridicate (până la 1000 ° C), rezistă bine formării scării.
Cel mai obișnuit oțel cu structură austenitică astăzi este întărirea aliajelor de dispersie. Pentru a îmbunătăți caracteristicile de calitate, se adaugă carburi sau diluanți intermetalici.
Cele mai populare branduri, la baza structurii interne a căror austenită este:
- Dispersie de întărire X12H20T3R, 4H12N8G8MFB, 4H14N14V2M, 0H14N28V3T3YUR.
- Omogenă 1X14H16B, 1X14H18B2B, X18H12T, X18H10T, X23H18, X25H16G7AP, X25H20C2.
Oțelurile din aliaj pe bază de amestec de austenită și ferită se disting printr-o rezistență la căldură foarte ridicată, care, din punct de vedere al performanței, depășește un parametru similar chiar și în cazul materialelor cu conținut ridicat de crom. Caracteristicile rezistenței la căldură sunt atinse datorită stabilității ridicate a structurii interne a oțelurilor din această categorie. Produsele din acestea funcționează cu succes chiar și la temperaturi de până la 1150 ° С.
Oțelurile rezistente la căldură cu structură martensitică austenitică sunt caracterizate de fragilitate sporită, prin urmare nu pot fi utilizate la fabricarea produselor care se operează sub sarcină mare.
Din oțelurile rezistente la căldură din această categorie se fac următoarele elemente:
- Conducte rezistente la căldură, benzi transportoare pentru cuptoare, rezervoare pentru cimentare (X20H14C2 și 0X20H14C2).
- Tuburi tubulare (X23H13).
Materiale refractare
Oțelurile aliajelor pe bază de metale refractare sunt utilizate pentru fabricarea produselor care funcționează la 1000-2000 ° C.
Metalele refractare, care sunt incluse în compoziția chimică a acestor oțeluri, se caracterizează prin puncte de topire:
Datorită faptului că oțelurile refractare din această categorie au o temperatură ridicată de trecere la o stare fragilă, cu încălzire severă, se deformează. Pentru a crește rezistența la căldura a acestor oțeluri, aditivii speciali sunt introduși în compoziția lor și pentru a mări rezistența la căldură, ei sunt aliați cu titan, molibden, tantal etc.
Cele mai comune rapoarte ale elementelor chimice din aliaje refractare:
- bază - tungsten și 30% reniu;
- 60% vanadiu și 40% niobiu;
- bază - 48% fier, 15% niobiu, 5% molibden, 1% zirconiu;
- 10% din tungsten și tungsten.
Nichel pe bază de aliaje și nichel cu fier
Aliajele pe bază de aliaj de nichel (55% Ni) sau realizate pe bază de amestec cu fier (65%) sunt rezistente la căldură cu proprietăți de rezistență la căldură ridicate. Elementul de bază de aliere pentru orice oțel din această categorie este cromul, care este de 14-23%.
Durabilitatea ridicată și rezistența sunt menținute la temperaturi ridicate. Nichel-aliajele pe bază de oțel au aceste calități.
Cele mai populare:
HN60V;- HN67VMTYU;
- HN70MVTYUB;
- HN70;
- HN77TYU;
- XH78T;
- HN78MTYU;
- XH78T.
Unele mărci sunt turme rezistente la căldură, altele sunt rezistente la căldură. Când se încălzește, pe suprafața produselor din aceste aliaje apare un film de oxid pe bază de aluminiu și crom. În soluțiile solide ale structurii acestor metale se formează compuși de nichel și aluminiu sau nichel și titan, care asigură rezistența materialelor la temperaturi ridicate. Specificațiile mai detaliate sunt furnizate în directoarele speciale.
Oțelurile din grupul de nichel sunt fabricate:
Elemente ale structurilor de gaz și ale comunicațiilor (KhN5VMTYU).- Elemente structurale ale dispozitivelor cu turbină (ХН5ВТР).
- Elementele de design ale compresoarelor - lame, discuri (HN35VTYU).
- Rotoare pentru echipamente turbine (ХН35ВТ și ХН35ВМТ).
Astfel, brandurile rezistente la căldură pot funcționa mult timp în condiții de temperaturi ridicate fără deformări și pot rezista la coroziunea gazului. Prin aliaje de diferite elemente, se obțin proprietăți optime ale materialului, în funcție de condițiile de funcționare.