Za rad u posebnim uvjetima, koji mogu biti posljedica visoke temperature ili električnog naprezanja, potreban je materijal koji može izdržati štetne utjecaje okoliša. U takve svrhe proizvedene su vrste čelika koje su otporne na toplinu.
Ovaj materijal je izrađen na poseban način koji vam omogućuje da izdržite i ne deformirate s dugoročnim negativnim vanjskim utjecajem dugog vremenskog razdoblja. Karakterizira se ovim tipom čelika puzanja i čvrstoće, koji su glavni pokazatelji ove industrije proizvoda.
Creep je odgovoran za kontinuiranu deformaciju materijala kada je čelik u nepovoljnim uvjetima. Trajnost je odgovorna za vrijeme kada čelik otporan na toplinu može izdržati vanjske utjecaje.
Legure otporne na toplinu - što je to?
Otpornost na toplinu, koja se naziva i otpornost na oksidaciju, pokazuje s kojom čvrstoćom određeni materijal može dugo vremena podnijeti koroziju plina na visokim temperaturama. Sposobnost čelika da se odupre plastičnoj deformaciji i razaranju pokazuje da je ovaj materijal otporan na toplinu.
Takve legure otporne na toplinu koriste se u mnogim industrijama. Na primjer, grijaći element peći koji radi na + 550 ° C ne može biti izrađen od običnog čelika koji nije otporan na toplinu, on jednostavno ne može izdržati takvo opterećenje.
Na temperaturama iznad petsto i pedeset stupnjeva legure na bazi željeza mogu oksidirati, što uzrokuje stvaranje željeznog oksida na njihovoj površini. Ovaj spoj karakterizira kristalna rešetka, kojoj nedostaju kisikovi atomi, što uzrokuje pojavu krhkih vrsta šljake.
Za izradu čelika otpornog na toplinu, potrebno je u legure dodati elemente kao što su aluminij, krom i silicij. Upravo ti spojevi omogućuju reprodukciju drugih rešetki kisikom, koje se odlikuju pouzdanom i gustom strukturom. Količina i sastav aditiva formira se ovisno o okolišu u kojem će ova vrsta čelika otporna na toplinu raditi.
Maksimalnu otpornost legure na toplinu otkrivaju materijali koji su proizvedeni iz baze nikla. Označavanje, koje se odnosi na takve legure:
- 15H25T;
- 36H18N25S2;
- 15H6SYU;
- 08H17T.
Dodatak kroma također doprinosi povećanju otpornosti čelika na toplinu, koja može raditi i bez gubitka osnovnih svojstava čak i pri - 1150 ° C.
Legura otporna na toplinu - što je to
Kvaliteta ovog čelika pogodna je za proizvodnju proizvoda koji će funkcionirati u uvjetima visoke temperature i imat će učinak puzanja . Puzanje ili sklonost legure usporavanju deformacije događa se pod utjecajem konstantnog opterećenja i konstantne temperature.
Metalna puzanja su dva tipa:
- dugo;
- Kratkoročno.
Budući da otpornost legure na toplinu i njezin stupanj ovise o vrsti puzanja, ona se utvrđuje tijekom rastezanja proizvoda i analizom na temelju rezultata ponašanja legure. Te postupke provoditi u peći za zagrijavanje na zadanim temperaturama. Time se određuje čvrstoća puzanja i razaranje materijala pri izlaganju temperaturi i vremenskom razmaku.
Ocjene čelika otpornih na toplinu, njihova klasifikacija i opis
Strukture takvih čelika otpornih na toplinu dijele se na:
perlita;- martenzitska-feritna;
- martenzitska;
- austenitni.
Postoji i podjela visokotemperaturnih legura na austenitno-feritne (martenzitske) i feritne.
Takve vrste martenzitnih legura su proizvedene:
- 4H9S2 i 3H13N7S2 (ova vrsta čelika uglavnom se koristi u ventilima motornih motora, gdje temperatura raste do 850–950 ° C);
- H6SM, H5M, 1H8VF, 1H12H2VMF, H5VF (takva legura pogodna je za proizvodnju dijelova i sklopova koji moraju raditi 1000–10000 sati unutar temperaturnih granica od 500 - 600 ° C);
- X5 (ova marka se koristi za proizvodnju cijevi koje će raditi na temperaturi ograničenoj na 650 ° C);
- 1H8VF (ova vrsta legura koristi se u proizvodnji dijelova parnih turbina koje mogu raditi 10.000 sati bez gubitka na temperaturi koja ne prelazi 500 ° C).
Kada se krom doda u perlitne legure, dobivaju se martenzitne legure. Za perlitne materijale uključuju legure visoke temperature s oznakama: X7CM, X10C2M, X9C2, X6C . Stvrdnjavaju se na 950-1100 ° C, a zatim pri 8100 ° C proizvode temperiranje čelika, što omogućuje stvaranje čvrstih struktura s strukturom sorbitola.
Feritne legure imaju fino zrnatu strukturu, koju dobivaju nakon toplinske obrade i pečenja. U takvim kompozicijama krom je u pravilu prisutan u postocima od dvadeset pet do trideset i tri. Takav čelik otporan na toplinu koristi se u proizvodnji izmjenjivača topline i opreme za pirolizu.
Sljedeće oznake materijala odnose se na feritne legure: 1H12S,, H28, H17, H18S,, 0H17T, H25T . Ali oni se ne mogu zagrijati na više od sto osamdeset stupnjeva, inače će materijal postati krhak zbog svoje krupnozrne strukture.
Martenzitno-feritni materijali izvrsni su za proizvodnju inženjerskih dijelova, čiji rad će se provoditi na temperaturi od šest stotina stupnjeva, i dugo vremena.
Najpopularnije legure otporne na toplinu
Austenitne legure otporne na toplinu postale su najpopularniji materijali u ovom segmentu proizvodnje čelika. Njihova struktura je stvorena uz pomoć nikla koji je dio, a svojstva otporna na toplinu osigurava prisutnost kroma . Takvi su austenitni stupnjevi dobro otporni na stvaranje kamenca pri temperaturama koje ne prelaze tisuću stupnjeva.
U proizvodnji ove legure koriste se dvije vrste brtvila: intermetalni ili karbidni. Ove brtve osiguravaju austenitni čelik s posebnim svojstvima koja su toliko tražena u raznim modernim industrijama.
Najpopularnije i najsuvremenije legure podijeljene su u dvije skupine:
- Disperzijsko kaljenje (stupnjevi H12N20T3R, 0H14N28V3T3РR, 4H14N14V2M, 4H12N8G8MFB - ovaj čelik je najpogodniji materijal za izradu dijelova turbina i ventila motora);
- homogeni (vrste H25N20C2, 1H14N16B, H23N18, H25N16G7AR, H18N10T, 1H14N18V2B, H18N12T - ove se marke koriste za izradu cijevi i fitinga koji rade pod velikim opterećenjima).
Zbog svoje legure sa stabilnom strukturom, austenitno-feritni čelici pokazuju prilično visoku otpornost na toplinu. Zbog njihove krhkosti, takve se klase ne mogu koristiti za proizvodnju opterećenih dijelova, ali te se legure dobro izvode na temperaturama do 1150 ° C.
Vatrostalni metali i legure
Ako proizvodnja zahtijeva pojedinosti procijenjenog radnog okruženja, koje će biti tisuću ili čak dvije tisuće stupnjeva, tada bi legura trebala koristiti vatrostalne metale.
Elementi koji se koriste i njihova tališta su:
volfram (3410 ° C);- tantal (3000 ° C);
- niobij (2415 ° C);
- vanadij (1900 ° C);
- cirkonij (1855 ° C);
- renij (3180 ° C);
- molibden (2600 ° C);
- hafnij (2000 ° C).
Ti se metali deformiraju pri zagrijavanju, jer visoka temperatura izaziva njihovu promjenu u krhko stanje. Njihova vlaknasta struktura nastaje pri zagrijavanju do stanja rekristalizacije vatrostalnih metala. Otpornost na toplinu raste zbog mješavine posebnih aditiva . I protiv oksidacije na temperaturama iznad tisuću stupnjeva, ovi materijali štite aditive titana, tantala i molibdena.
Dakle, od legura različitih elemenata, možete postići željene kvalitete materijala otpornih na toplinu koji se mogu koristiti u različitim industrijama za rad u različitim temperaturnim okruženjima.