За работа в специални условия, които могат да се дължат на висока температура или електрически стрес, е необходим материал, който е в състояние да издържи неблагоприятните въздействия на околната среда. Точно за такива цели се произвеждат стоманите, които са устойчиви на топлина.
Този материал е направен по специален начин, който ви позволява да издържате и да не се деформира с дългосрочно отрицателно външно влияние за дълъг период от време. Характеризира се с този вид стоманена пълзене и якост, които са основните показатели на тази продуктова индустрия.
Creep е отговорен за непрекъснатата деформация на материала, когато стоманата е в неблагоприятни условия. Издръжливостта е отговорна за периода, в който топлоустойчивата стомана може да издържи на външни влияния.
Топлоустойчиви сплави - какво е това?
Топлинното съпротивление, което също се нарича устойчивост на окисление, показва с каква сила даден материал може да издържи на корозия на газ при високи температури за дълго време. Способността на стоманата да устои на пластична деформация и разрушаване показва, че този материал е устойчив на топлина.
Такива топлоустойчиви сплави се използват в много индустрии. Например, нагревателният елемент на пещите, който работи при + 550 ° C, не може да бъде направен от обикновена, не-топлоустойчива стомана, той просто не може да издържи такъв товар.
При температури над петстотин и петдесет градуса сплавите на желязо са способни на окисление, което води до образуването на железен оксид на повърхността им. Това съединение се характеризира с кристална решетка, в която липсват кислородни атоми, което води до появата на трошлив вид.
За да се произвежда топлоустойчива стомана, трябва да добавите елементи като алуминий, хром и силиций към сплавта. Именно тези съединения позволяват възпроизвеждането на други решетки с кислород, които се отличават с надеждна и плътна структура. Количеството и съставът на добавките се формират в зависимост от средата, в която тази топлоустойчива стомана ще работи впоследствие.
Максималната топлоустойчивост на сплавите се открива от тези материали, които са произведени от никеловата основа. Маркировка, която се отнася до такива сплави:
- 15H25T;
- 36H18N25S2;
- 15H6SYU;
- 08H17T.
Добавянето на хром също допринася за повишаване на устойчивостта на топлоустойчивост на стоманените композиции, които могат да работят без загуба на техните основни качества дори при - 1150 ° С.
Топлоустойчива сплав - каква е тя
Класът на тази стомана е подходящ за производство на продукти, които ще функционират в условия на висока температура и ще имат ефект на пълзене . Пълзенето или тенденцията на сплавта към бавна деформация се осъществява под въздействието на постоянен товар и постоянна температура.
Металната пълзене е от два вида:
- дълго;
- Краткосрочно.
Тъй като устойчивостта на топлина на сплавта и нейната степен зависи от вида на пълзене, тя се установява по време на разтягането на продуктите и анализ, основан на резултатите от поведението на сплавта. Тези процедури се извършват в нагревателна пещ при определени температури. Това определя силата на пълзене и разрушаването на материала при излагане на температура и времева разлика.
Класове на топлоустойчиви стомани, тяхната класификация и описание
Структурите на такива устойчиви на топлина стомани се разделят на:
перлит;- мартензитна-феритни;
- мартензитна;
- аустенит.
Има също така разделение на високотемпературни сплави върху аустенитно-феритни (мартензитни) и феритни.
Произвеждат се такива мартензитни сплави:
- 4Х9С2 и 3Х13Н7С2 (тази стомана се използва главно в клапани на двигатели, където температурата се повишава до 850–950 ° С);
- Х6СМ, Х5М, 1Х8ВФ, 1Х12Н2ВМФ, Х5ВФ (такава сплав е подходяща за производство на детайли и възли, които трябва да работят 1000–10000 часа в температурни граници от 500 - 600 ° С);
- X5 (тази марка се използва за производство на тръби, които ще работят при температура, ограничена до 650 ° C);
- 1H8VF (този тип сплави се използват при производството на части от парни турбини, които могат да работят 10 000 часа без загуба при температура, която не надвишава 500 ° C).
Когато към перлитни сплави се добавя хром, се получават мартензитни сплави. За перлитни материали са включени високотемпературни сплави с маркировка: X7CM, X10C2M, X9C2, X6C . Те се втвърдяват при 950–1100 ° C, а след това при 8100 ° C произвеждат закаляване на стомана, което ви позволява да създадете твърди структури със структура на сорбитол.
Феритни сплави имат финозърнеста структура, която получават след топлинна обработка и изпичане. В такива състави, като правило, хром присъства в процент от двадесет и пет до тридесет и три. Такава топлоустойчива стомана, използвана при производството на топлообменници и пиролизно оборудване.
Следните маркировки на материалите са отнесени към феритни сплави: 1Х12СЮ, Х28, Х17, Х18СЮ, 0Х17Т, Х25Т . Но те не могат да бъдат загрявани до повече от сто и осемдесет градуса, в противен случай материалът ще стане крехък поради грубата си структура.
Мартензитно-феритни материали са отлични за производството на инженерни части, чиято работа ще се извършва при температура от шестстотин градуса и за дълго време.
Най-популярните топлоустойчиви сплави
Аустенитните топлоустойчиви сплави са се превърнали в най-популярните материали в този сегмент на производството на стомана. Структурата им се създава с помощта на никел, който е част, а топлоустойчивите качества се осигуряват от наличието на хром . Такива аустенитни класове са добре устойчиви на образуване на скали при температури, които не надвишават хиляда градуса.
При производството на тази сплав се използват два вида уплътнител: интерметални или карбидни. Тези уплътнения осигуряват аустенитна стомана със специални свойства, които са толкова търсени в различни модерни индустрии.
Най-популярните и настоящи сплави са разделени на две групи:
- Дисперсионно втвърдяване (клас Х12Н20Т3Р, 0Х14Н28В3Т3ЮР, 4Х14Н14В2М, 4Х12Н8Г8МФБ - тази стомана е най-подходящият материал за производство на части от турбини и клапани на двигателя);
- хомогенни (марки Х25Н20С2, 1Х14Н16Б, Х23Н18, Х25Н16Г7АР, Х18Н10Т, 1Х14Н18В2Б, Х18Н12Т - тези марки се използват за производство на тръби и фитинги, които ще работят при големи натоварвания).
Благодарение на неговата сплав със стабилна структура, аустенитно-феритни стомани проявяват сравнително висока устойчивост на топлина. Поради тяхната крехкост тези сортове не могат да се използват за производството на натоварени части, но тези сплави се справят добре при температури, достигащи 1150 ° С.
Огнеупорни метали и сплави
Ако производството изисква подробности за очакваната работна среда, която ще бъде хиляда или дори две хиляди градуса, тогава сплавта трябва да използва огнеупорни метали.
Използваните елементи и тяхната точка на топене са:
волфрам (3410 ° С);- тантал (3000 ° С);
- ниобий (2415 ° С);
- ванадий (1900 ° С);
- цирконий (1855 ° С);
- рений (3180 ° С);
- молибден (2600 ° С);
- хафний (2000 ° С).
Тези метали се деформират при нагряване, тъй като високата температура провокира промяната им в крехко състояние. Тяхната влакнеста структура се образува при нагряване до състояние на рекристализация на огнеупорни метали. Устойчивостта на топлина се увеличава поради смеси от специални добавки . И срещу окисление при температури над хиляда градуса, тези материали защитават добавките от титан, тантал и молибден.
Така че, от сплави на различни елементи, можете да постигнете желаните качества на топлоустойчиви материали, които могат да бъдат използвани в различни индустрии за работа в различни температурни среди.