Karstumizturīgi tērauda lējumi, izmantojot ieguldījumu liešanas procesu

Karstumizturīgs tērauds attiecas uz tēraudu ar augstas temperatūras oksidācijas izturību un augstas temperatūras izturību. Izturība pret oksidēšanu augstā temperatūrā ir svarīgs nosacījums, lai nodrošinātu, ka sagatave ilgstoši darbojas augstā temperatūrā. Oksidējošā vidē, piemēram, augstas temperatūras gaisā, skābeklis ķīmiski reaģē ar tērauda virsmu, veidojot dažādus dzelzs oksīda slāņus. Oksīda slānis ir ļoti vaļīgs, zaudē sākotnējās tērauda īpašības un viegli nokrīt. Lai uzlabotu tērauda izturību pret oksidēšanu augstā temperatūrā, tēraudam tiek pievienoti leģējošie elementi, lai mainītu oksīda struktūru. Parasti izmantotie leģējošie elementi ir hroms, niķelis, hroms, silīcijs, alumīnijs un tā tālāk. Tērauda augstās temperatūras oksidācijas izturība ir saistīta tikai ar ķīmisko sastāvu.

Augstas temperatūras izturība attiecas uz tērauda spēju ilgstoši izturēt mehāniskās slodzes augstā temperatūrā. Tēraudam ir divi galvenie efekti mehāniskās slodzes apstākļos augstā temperatūrā. Viens no tiem ir mīkstināšana, tas ir, stiprums samazinās, palielinoties temperatūrai. Otrais ir šļūde, tas ir, pastāvīga sprieguma iedarbībā plastiskās deformācijas apjoms ar laiku lēnām palielinās. Tērauda plastisko deformāciju augstā temperatūrā izraisa intragranulāra slīdēšana un graudu robežas slīdēšana. Lai uzlabotu tērauda izturību augstā temperatūrā, parasti izmanto leģēšanas metodes. Tas nozīmē, ka tēraudam tiek pievienoti leģējošie elementi, lai uzlabotu savienojuma spēku starp atomiem un veidotu labvēlīgu struktūru. Hroma, molibdēna, volframa, vanādija, titāna utt. pievienošana var stiprināt tērauda matricu, paaugstināt pārkristalizācijas temperatūru, kā arī veidot stiprinošās fāzes karbīdus vai intermetāliskus savienojumus, piemēram, Cr23C6, VC, TiC utt. Šīs stiprināšanas fāzes ir stabili augstā temperatūrā, nešķīst, neagregējas, lai augtu, un saglabā savu cietību. Niķeli pievieno galvenokārt, lai iegūtuaustenīts. Austenīta atomi ir izvietoti ciešāk nekā ferītā, savienojuma spēks starp atomiem ir spēcīgāks, un atomu difūzija ir grūtāka. Tāpēc austenīta izturība augstā temperatūrā ir labāka. Redzams, ka karstumizturīgā tērauda izturība augstā temperatūrā ir saistīta ne tikai ar ķīmisko sastāvu, bet arī ar mikrostruktūru.

Augsta sakausējuma karstumizturīgstērauda lējumitiek plaši izmantoti gadījumos, kad darba temperatūra pārsniedz 650 ℃. Karstumizturīgi tērauda lējumi attiecas uz tēraudiem, kas darbojas augstā temperatūrā. Karstumizturīgo tērauda lējumu attīstība ir cieši saistīta ar dažādu rūpniecības nozaru, piemēram, spēkstaciju, katlu, gāzes turbīnu, iekšdedzes dzinēju un aviācijas dzinēju, tehnoloģisko progresu. Sakarā ar atšķirīgo temperatūru un spriegumiem, ko izmanto dažādas mašīnas un ierīces, kā arī dažādas vides, arī izmantotie tērauda veidi ir atšķirīgi.

Karstumizturīgā lietā tērauda standarti dažādās valstīs
1) Ķīniešu standarts
GB/T 8492-2002 "Tehniskie nosacījumi karstumizturīga tērauda lējumiem" ir noteiktas dažādu karstumizturīgu liešanas tēraudu markas un telpas temperatūras mehāniskās īpašības.
2) Eiropas standarts
EN 10295-2002 karstumizturīgā lietā tērauda standarti ietver austenīta karstumizturīgo nerūsējošo tēraudu, ferīta karstumizturīgo nerūsējošo tēraudu un austenīta-ferīta duplekso karstumizturīgo nerūsējošo tēraudu, kā arī sakausējumus uz niķeļa bāzes un sakausējumus uz kobalta bāzes.
3) Amerikas standarti
Ķīmiskais sastāvs, kas norādīts ANSI/ASTM 297-2008 "Vispārīgi rūpnieciskie dzelzs-hroma, dzelzs-hroma-niķeļa karstumizturīgie tērauda lējumi" ir pieņemšanas pamatā, un mehāniskās veiktspējas pārbaude tiek veikta tikai tad, kad pircējs to pieprasa plkst. pasūtīšanas laiks. Citi Amerikas standarti, kas attiecas uz karstumizturīgu tēraudu, ietver ASTM A447/A447M-2003 un ASTM A560/560M-2005.
4) Vācijas standarts
DIN 17465 "Tehniskie nosacījumi karstumizturīga tērauda lējumiem" ir atsevišķi norādīts dažādu karstumizturīgo tērauda lējumu ķīmiskais sastāvs, mehāniskās īpašības istabas temperatūrā un augstas temperatūras mehāniskās īpašības.
5) japāņu standarts
JISG5122-2003 "Karstumizturīgo tērauda lējumi" kategorijas būtībā ir tādas pašas kā Amerikas standarta ASTM.
6) Krievijas standarts
GOST 977-1988 ir norādītas 19 karstumizturīgas liešanas tērauda markas, tostarp vidēji hroma un augsta hroma karstumizturīgie tēraudi.

Ķīmiskā sastāva ietekme uz karstumizturīgā tērauda kalpošanas laiku
Ir diezgan dažādi ķīmiskie elementi, kas var ietekmēt karstumizturīgā tērauda kalpošanas laiku. Šie efekti izpaužas kā struktūras stabilitātes paaugstināšana, oksidācijas novēršana, austenīta veidošanās un stabilizēšana, kā arī korozijas novēršana. Piemēram, retzemju elementi, kas ir mikroelementi karstumizturīgā tēraudā, var būtiski uzlabot tērauda oksidācijas izturību un mainīt termoplastiskumu. Karstumizturīgā tērauda un sakausējumu pamatmateriāli parasti izvēlas metālus un sakausējumus ar salīdzinoši augstu kušanas temperatūru, augstu pašizdifūzijas aktivācijas enerģiju vai zemu sakraušanas defektu enerģiju. Dažādiem karstumizturīgiem tēraudiem un augstas temperatūras sakausējumiem ir ļoti augstas prasības kausēšanas procesam, jo ​​ieslēgumu vai noteiktu metalurģisku defektu klātbūtne tēraudā samazinās materiāla izturības robežu.

Uzlabotas tehnoloģijas, piemēram, šķīduma apstrādes, ietekme uz karstumizturīgā tērauda kalpošanas laiku
Metāla materiāliem dažādu termiskās apstrādes procesu izmantošana ietekmēs struktūru un graudu izmēru, tādējādi mainot termiskās aktivācijas grūtības pakāpi. Lējuma atteices analīzē ir daudz faktoru, kas izraisa atteici, galvenokārt termiskais nogurums izraisa plaisu rašanos un attīstību. Attiecīgi ir virkne faktoru, kas ietekmē plaisu rašanos un izplatīšanos. Starp tiem sēra saturs ir ārkārtīgi svarīgs, jo plaisas galvenokārt veidojas gar sulfīdiem. Sēra saturu ietekmē izejvielu kvalitāte un to kausēšana. Lējumiem, kas darbojas aizsargājošā ūdeņraža atmosfērā, ja ūdeņradis satur sērūdeņradi, lējumi tiks sēroti. Otrkārt, šķīduma apstrādes atbilstība ietekmēs lējuma izturību un stingrību.