Karakteristike otporne na toplinu i čelik i otporne na toplinu

Otporan na toplinu i otpornost na toplinu

Ispušene strukture koje rade na temperaturi od oko 550 ° C u atmosferi za oksidirajuće plinove obično se izrađuju od čelika otpornih na toplinu. Ovi proizvodi često uključuju detalje grijaćih peći. Vlakna na osnovi željeza na temperaturi većoj od 550 ° C su sklona aktivnom oksidiranju, zbog čega se na njihovoj površini formira željezni oksid. Povezanost s elementarnom kristalnom rešetkom i manjka atoma kisika dovodi do pojave krhke ljestvice.

U cilju poboljšanja otpornosti na toplinu čelika u kemijskom sastavu:

• krom;
• silicij;
• aluminij.

Ti elementi povezujući se s kisikom, potiču stvaranje pouzdane, guste kristalne strukture u metalu zbog čega se poboljšava sposobnost metala da lako prenosi povišenu temperaturu.

Vrsta i broj legiranih elemenata uvedenih u leguru na bazi željeza ovise o temperaturi na kojoj se proizvod koristi iz njega. Najbolja otpornost na toplinu u čelicima, legiranje koja je provedena na bazi kroma. Najpoznatiji brandovi tih silkroma su:

• 15H25T;
• 08H17T;
• 36H18N25S2;
• H15H6SYU.

S porastom količine kroma u sastavu povećava se otpornost na toplinu. Kromom se mogu kreirati metalni proizvodi, čiji proizvodi neće izgubiti svoje izvorne karakteristike i dugotrajno izlagati temperaturama većim od 1000 ° C.

Značajke materijala otpornih na toplinu

Vatrostalna legura i čelici uspješno se rade s konstantnim učinkom visokih temperatura, a tendencija kreiranja se ne očituje. Bit ovog procesa, kojem su obični čelični i drugi metalni materijali osjetljivi, jest da materijal podvrgnut stalnoj temperaturi i opterećenju polako deformira ili puzaju.

Creep, koji se izbjegava pri stvaranju topline otpornih čelika i metala druge vrste, je:

• dugo;
• kratkoročno.

Da bi se odredili parametri kratkotrajnog puzanja, materijali se testiraju: stavljaju se u pećnicu koja se zagrijava do željene temperature, a na njih se određenom vremenu nanosi vlačna opterećenja. U kratkom vremenu, nije moguće provjeriti materijal za sklonost dugoj puzanju i saznati što je njezino ograničenje. U tu svrhu testni proizvod u peći podvrgava se kontinuiranom opterećenju.

Važnost ograničenja puzanja jest da karakterizira najveći stres koji dovodi do uništenja zagrijanog uzorka nakon izlaganja određenom vremenu.

Otporni na toplinu i otporni na toplinu

Unutarnja struktura kategorije je sljedeća:

• martenzitska;
• austenitnog;
• martenzitska-feritna;
• perlita.

Toplinski otporni čelici mogu predstavljati još dvije vrste:

• feritno;
• martenzitna, ili austenitno-feritna.

Među čelicima s martenzitnom strukturom najpoznatiji su:

• X5 (izrađena je od cijevi koje će raditi na temperaturi ne većoj od 650 ° C).
• H5M, H5VF 1 H8VF, H6SM 1 H12N2VMF (koji se koristi za proizvodnju proizvoda, koji djeluje pri 500-600 ° C, određeno vrijeme (hr 1,000-10,000)..
• 3H13N7S2 i 4H9S2 (proizvodi od njih uspješno se koriste na 850-950 ° C, stoga se od njih vrše ventili motora vozila).
• 1X8VF (proizvodi od ovog čelika se uspješno koriste pri temperaturama koje ne prelaze 500 ° C 10.000 sati i više, a posebno strukturni elementi parnih turbina čine materijal).

Osnova martenzitne strukture je perlit, koji mijenja stanje, ako se sadržaj kroma povećava u sastavu materijala. Perlitni stupovi otporni na toplinu i otporni na toplinu, koji se odnose na krom-silicij i kromomolibden:

• H6S;
• H7SM;
• H6SM;
• H9S2;
• H10S2M;
• X13H7C2.

Da bi se dobio materijal s sorbitol strukturom velike tvrdoće (barem 25 HRC), prvo ih se ugasi na 950-1100 ° C i zatim se zagrije.

Čelične legure s feritnom strukturom, iz kategorije otporne na toplinu, sadrže 25-33% kroma, što određuje njihova svojstva. Da bi se tim čelicima dobila fino zrnata struktura, proizvodi od njih su annealed. Ova kategorija čelika uključuje:

• 1 X 12 Cu;
• X17;
• H18SYU;
• 0H17T;
• H25T;
• X 28.

Kada se zagrijavaju na 850 ° C i više, zrnca unutarnje strukture rasteža, čime se povećava krhkost.

Od nehrđajućeg čelika otpornih na toplinu

• najam s tankim listovima;
• bešavne cijevi;
• agregati kemijske i prehrambene industrije.

Čelik, koji se temelji na ferit i martenzit, aktivno se koristi u proizvodnji proizvoda za razne svrhe u inženjerstvu. Proizvodi od takvih visokotemperaturnih legura čak i za prilično dugo vremena uspješno se rade na temperaturama do 600 ° C.

Najčešći znakovi podataka za toplotne čelike su:

• H6SYU;
• 1H13;
• 1 X11MF;
• 1H12VNMF;
• 1 X12V2MF;
• 2 Х12ВМБФР.

Krom u kemijskom sastavu tih legura iznosi 10-14%. Alloying aditiva, poboljšanje sastav, ovdje - vanadij, volfram i molibden.

Austenitno-feritne i austenitne legure čelika

Najznačajnija obilježja austenitnih čelika su njihova unutarnja struktura formirana zbog nikla u njihovom sastavu, a otpornost na toplinu povezana je s kromom.

U legurama ove kategorije, karakterizirane niskim sadržajem ugljika, ponekad su prisutni elementi titracije titana i niobije. Čelik, čija je osnovna unutarnja struktura austenit, uključena je u kategoriju nehrđajućeg i, s dugotrajnom izloženošću visokim temperaturama (do 1000 ° C), vrlo su otporni na formiranje ljestvice.

Najčešći čelik s austenitnom strukturom danas je legura disperzijskog otvrdnjavanja. Da bi se poboljšale karakteristike kvalitete, dodaje se karbid ili intermetalni otvrdnjivač.

Najpopularnije robne marke, čija je unutarnja struktura austenit:

• Otpornost na disperziju Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М, 0Х14Н28В3ТРЕР.
• Homogeni 1H14N16B, 1 H14N182B, H18N12T, H18N10T, H23N18, H25N167, H25N20S2.

Čelijske legure na osnovi mješavine austenita i ferita odlikuju se vrlo visokom otpornošću na toplinu, koja prelazi analogni parametar u parametrima čak iu visokom krmi materijala. Karakteristike otpornosti na toplinu postižu se i zbog visoke stabilnosti unutarnje strukture čelika ove kategorije. Proizvodi od njih uspješno se koriste čak i pri temperaturama do 1150 ° С.

Čelici otporni na toplinu s austenitno-martenzitnom strukturom karakteriziraju povećana krhkost, stoga se ne mogu koristiti u proizvodnji proizvoda koji rade pod visokim opterećenjem.

Od toplinski otpornih čelika ove kategorije proizvodi se takve oznake:

• Cijevi otporne na toplinu, transporteri za peći, spremnici za carburizing (Х20Н14С2 i 0Х20Н14С2).
• Pirometrijske cijevi (X23N13).

Vatrostalni materijali

Čelijske legure temeljene na vatrostalnim metalima koriste se za proizvodnju proizvoda koji rade na 1000-2000 ° C

Vatrostalni metali, koji su dio kemijskog sastava takvih čelika, karakteriziraju točke topljenja:

Zbog činjenice da vatrostalni čelici ove kategorije imaju visoku prijelaznu temperaturu u krhko stanje, kada se ozbiljno griju, njihova deformacija se javlja. Da bi se povećala toplinska otpornost takvih čelika, posebni aditivi se uvode u njihov sastav i poboljšavaju toplinsku otpornost, oni su legirani titanijem, molibdenom, tantalom itd.

Najčešći omjeri kemijskih elemenata u vatrostalnim legurama:

• baza - volfram i 30% renija;
• 60% vanadija i 40% niobija;
• baza - 48% željezo, 15% niobij, 5% molibden, 1% cirkonij;
• 10% volframa i tantala.

Slitine na bazi nikla i nikla s željezom

Vlakna na bazi nikla (55% Ni) ili izrađena na bazi mješavine željeza (65%) su otporne na toplinu i imaju visoku otpornost na toplinu. Osnovni element legiranja za sve čelike ove kategorije je krom, koji sadrži 14-23%.

Visoka trajnost i čvrstoća održavaju se na povišenim temperaturama. Ove se osobine temelje na legurama čelika na bazi nikla.

Najpopularnije:

• HN60V;
• HN67VMTYU;
• HN70MVTYUB;
• HN70;
• HN77TYU;
• XH78T;
• HN78MTYU;
• XH78T.

Neke marke su toplinski otporna jata, a drugi su toplinski otporni. Kada se grije na površini proizvoda od tih legura, formira se oksidni film na bazi aluminija i kroma. U čvrste otopine strukture tih metala formiraju se nikal i aluminij ili nikal i titanski spojevi, čime se osigurava otpornost materijala na visoke temperature. Detaljnije specifikacije navedene su u posebnim referentnim knjigama.

Iz čelika skupine nikla izrađuju se:

• Elementi plinskih konstrukcija i komunikacija (HN5MMT).
• Konstruktivni elementi turbinskog uređaja (HN5VT).
• Konstruktivni elementi kompresorskih lopatica, diskovi (HN35).
• Rotori za opremanje turbina (ХН35ВТ i ХН35ВМТ).

Dakle, otporne na toplinu sposobne su funkcionirati dulje vrijeme pod visokim temperaturama bez deformacije i odupiru se koroziji plina. Pomoću legura različitih elemenata postižu se optimalna svojstva materijala ovisno o radnim uvjetima.