Caracteristicile oțelului rezistent la căldură și a metalelor rezistente la căldură

Rezistență la căldură și căldură rezistentă 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 detalii ale cuptoarelor de încălzire. Aliajele pe bază de fier la o temperatură mai mare de 550 ° C sunt predispuse la oxidare activă, de aceea se formează oxid de fier pe suprafața lor. Legătura cu zăcământul de cristal elementar și lipsa atomilor de oxigen conduc la apariția unei scări de tip friabil.

Pentru a îmbunătăți rezistența la căldură a oțelului în compoziția chimică sunt introduse:

• crom;
• siliciu;
• aluminiu.

Aceste elemente, care leagă cu oxigenul, promovează formarea de structuri cristaline dense și fiabile în metal, datorită cărora capacitatea metalului de a transfera cu ușurință o temperatură ridicată este îmbunătățită.

Tipul și numărul de elemente de aliaj introduse în aliajul pe bază de fier depinde de temperatura la care produsul este utilizat din acesta. Cea mai bună rezistență la căldură din oțel, aliere care a fost efectuată pe bază de crom. Cele mai renumite branduri ale acestor silchromuri sunt:

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

Odată cu creșterea cantității de crom din compoziție, rezistența la căldură crește. Cu cromul, se pot crea clase de metal, produsele ale caror nu vor pierde caracteristicile originale si cu expunere prelungita la temperaturi mai mari de 1000 ° C.

Caracteristicile materialelor rezistente la căldură

Aliajul și oțelurile refractare funcționează cu succes, cu un efect constant al temperaturilor ridicate, iar tendința de a creează nu se manifestă. Esența acestui proces, la care sunt sensibile gradele obișnuite de oțel și alte metale, este că materialul supus unei temperaturi și încărcări constante se deformează lent sau se strecoară.

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 testate: 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 verificați materialul pentru o tendință de lungă durată și să aflați ce limită este. În acest scop, articolul de testare din cuptor este supus unei sarcini continue.

Importanța limitei de fluaj este că ea caracterizează cel mai mare stres care duce la distrugerea probei încălzite după expunerea la un anumit timp.

Oțel rezistent la căldură și căldura rezistentă la căldură

Structura internă a categoriei este după cum urmează:

• martensitică;
• austenitică;
• martensitica-feritic;
• perlită.

Oțelurile rezistente la căldură pot reprezenta încă două tipuri:

• feritic;
• martensitic sau austenitic-ferit.

Printre oțelurile cu structură martensitică, cele mai cunoscute sunt:

• X5 (este fabricat din țevi care vor fi operate la o temperatură de cel mult 650 ° C).
• H5M, H5VF 1 H8VF, H6SM 1 H12N2VMF (utilizate pentru fabricarea articolelor care funcționează la 500-600 ° C, un anumit timp (1,000-10,000 h.).
• 3X13H7C2 și 4X9C2 (produsele din acestea sunt utilizate cu succes la 850-950 ° C, prin urmare, de la acestea se fac vane de motoare de vehicule).
• 1X8VF (produsele din acest oțel sunt utilizate cu succes la temperaturi care nu depășesc 500 ° C 10.000 de ore și mai mult, în special, elementele structurale ale turbinelor cu abur fac din material).

Baza structurii martensitice este perlitul, care schimbă starea, dacă conținutul de crom crește în compoziția materialului. Perlit grade de oteluri rezistente la căldură și rezistente la căldură, care se referă la crom-siliciu și cromomolybden:

• H6S;
• H7SM;
• H6SM;
• H9S2;
• H10S2M;
• X 13H7C2.

Pentru a obține un material cu o structură de sorbitol cu ​​duritate mare (cel puțin 25 HRC), acestea sunt mai întâi stins la 950-1100 ° C și apoi temperat.

Oțelurile 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 din ele sunt recoace. Această categorie de oțeluri include:

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

Când sunt încălzite la 850 ° C și mai mult, granulația structurii interne se coagulează, crescând astfel fragilitatea.

Din oțel inoxidabil rezistent la căldură:

• închirierea foilor subțiri;
• tevi fără sudură;
• agregate din industria chimică și alimentară.

Oțelul, care se bazează pe ferită și martensite, este utilizat în mod activ în fabricarea produselor pentru diferite scopuri în inginerie. Produsele din astfel de aliaje de înaltă temperatură, chiar și pentru o perioadă destul de lungă, sunt exploatate cu succes la temperaturi de până la 600 ° C.

Cele mai comune mărci de date pentru oțelurile rezistente la căldură sunt:

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

Cromul în compoziția chimică a acestor aliaje este de 10-14%. Aditivii de aliere, îmbunătățind compoziția, aici - vanadiu, tungsten și molibden.

Fonturi austenitic-feritic și austenitic

Caracteristicile cele mai importante ale oțelurilor austenitice sunt că structura lor internă se formează datorită nichelului în compoziția lor, iar rezistența la căldură este asociată cu cromul.

În aliajele din această categorie, caracterizate printr-un conținut redus de carbon, uneori sunt prezente elemente de aliere cu titan și niobiu. Oțelul, pe baza căruia structura internă este austenită, este inclus în categoria inox și, cu expunere prelungită la temperaturi ridicate (până la 1000 ° C), este foarte rezistent la formarea scării.

Cel mai obișnuit oțel de astăzi, cu o structură austenitică, este aliajele de întărire prin dispersie. Pentru a îmbunătăți caracteristicile de calitate, se adaugă carburi sau diluanți intermetalici.

Cele mai populare branduri, baza structurii interne a cărei austenită este:

• Dispersie-întărire Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М, 0Х14Н28В3Т3ЮР.
• Omogenă 1X14H16B, 1X14H18B2B, X18H12T, X18H10T, X23H18, X25H16G7AP, X25H20C2.

Oțelurile de aliaj pe bază de amestec de austenită și ferită se disting printr-o rezistență foarte mare la căldură, care depășește parametrul analogic în parametri chiar și în materialele cu crom ridicat. Caracteristicile rezistenței termice sunt atinse și datorită stabilității ridicate a structurii interne a oțelurilor din această categorie. Produsele din acestea sunt utilizate 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 în producția de produse care sunt exploatate la mare încărcătură.

Din oțelurile rezistente la căldură din această categorie, produsele de acest tip sunt fabricate:

• Conducte rezistente la căldură, conveioare pentru cuptoare, recipiente pentru carburizare (Х20Н14С2 și 0Х20Н14С2).
• Tuburi tubulare (X23N13).

Materiale refractare

Oțelurile aliajelor pe bază de metale refractare sunt utilizate la fabricarea produselor care funcționează la 1000-2000 ° C.

Metalele refractare, care fac parte din compoziția chimică a acestor oțeluri, se caracterizează prin puncte de topire:

Datorită faptului că oțelurile refractare din această categorie au o temperatură de tranziție ridicată la o stare fragilă, când devin încălzite grav, are loc deformarea lor. Pentru a crește rezistența la căldură a acestor oțeluri, aditivii speciali sunt introduși în compoziția lor și pentru a îmbunătăți rezistența la căldură, aceștia sunt aliați cu titan, molibden, tantal etc.

Cele mai comune rapoarte ale elementelor chimice în aliaje refractare:

• bază - tungsten și 30% reniu;
• 60% vanadiu și 40% niobiu;
• baza - 48% fier, 15% niobiu, 5% molibden, 1% zirconiu;
• 10% tungsten și tantal.

Aliaje pe bază de nichel și nichel cu fier

Aliajele pe bază de nichel (55% Ni) sau făcute pe bază de amestec cu fier (65%) sunt rezistente la căldură cu proprietăți de rezistență ridicată la căldură. Elementul de bază de aliere pentru toate oțelurile din această categorie este cromul, care conține 14-23%.

Durabilitatea și rezistența ridicate sunt menținute la temperaturi ridicate. Aceste calități sunt bazate pe aliaje de oțel pe bază de nichel.

Cele mai populare:

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

Unele mărci sunt efective rezistente la căldură, altele sunt rezistente la căldură. Când se încălzește pe suprafața produselor din aceste aliaje, se formează o peliculă de oxid pe bază de aluminiu și crom. În soluțiile solide ale structurii acestor metale se formează nichel și aluminiu sau compuși de nichel și titan, ceea ce asigură rezistența materialelor la temperaturi ridicate. Specificațiile mai detaliate sunt prezentate în cărțile de referință speciale.

Din otelul din grupul de nichel se fac:

• Elemente de structuri și comunicații de gaze (ХН5ВМТЮ).
• Elemente constructive ale dispozitivelor turbinelor (ХН5ВТР).
• Elemente constructive ale compresoarelor - lame, discuri (ХН35ВТЮ).
• Rotoare pentru echiparea turbinelor (ХН35ВТ și ХН35ВМТ).

Astfel, clasele rezistente la căldură sunt capabile să funcționeze mult timp la temperaturi ridicate fără deformare și să reziste la coroziunea gazului. Prin intermediul aliajelor de diferite elemente, se obțin proprietăți optime ale materialelor în funcție de condițiile de funcționare.