Charakteristika žáruvzdorné oceli a žáruvzdorného kovu

Tepelně odolná kovová a tepelná odolnost

Vykládané konstrukce, provozované při teplotě asi 550 ° C v atmosféře oxidačního plynu, jsou obvykle vyrobeny z tepelně odolné oceli. Tyto výrobky často obsahují podrobnosti o topných pecích. Slitiny na bázi železa při teplotě vyšší než 550 ° C jsou aktivně oxidovány, což je důvodem, proč se na jejich povrchu vytváří oxid železitý. Spojení s elementární krystalovou mříží a nedostatek atomů kyslíku vede k vzhledu měřítka křehkého typu.

Pro zlepšení tepelné odolnosti oceli v chemickém složení jsou uvedeny:

• chróm;
• křemík;
• hliníku.

Tyto prvky spojující s kyslíkem podporují vytváření spolehlivých, hustých krystalických struktur v kovu, díky nimž se zlepšuje schopnost kovu snadno přenášet zvýšené teploty.

Typ a počet legujících prvků zavedených do slitiny na bázi železa závisí na teplotě, z níž je výrobek z něj používán. Nejlepší tepelná odolnost v ocelích, legování, které bylo provedeno na bázi chrómu. Nejslavnější značky těchto silchromů jsou:

• 15X25T;
• 08X17T;
• 36H18N25S2;
• X15X6SO.

S nárůstem množství chrómu v kompozici se tepelná odolnost zvyšuje. S chromem mohou být vytvořeny kovové třídy, jejichž produkty neztratí své původní vlastnosti a dlouhodobě vystavují teplotám vyšším než 1000 ° C.

Vlastnosti tepelně odolných materiálů

Žáruvzdorná slitina a oceli jsou úspěšně provozovány s konstantním účinkem vysokých teplot a tendence k tečení se nezjistila. Podstata tohoto procesu, ke kterému jsou náchylné běžné druhy oceli a jiné kovy, spočívá v tom, že materiál vystavený konstantní teplotě a zatížení se pomalu deformuje nebo klouže.

Creep, kterému se vyhýbáme při vytváření tepelně odolných ocelí a kovů jiného typu, je:

• dlouhodobé;
• krátkodobě.

Pro stanovení parametrů krátkodobého dotvarování jsou materiály testovány: jsou umístěny v peci ohřáté na požadovanou teplotu a na určitou dobu se na ni aplikuje tahové zatížení. V krátké době není možné materiál zkontrolovat na tendenci dlouhého dotvarování a zjistit, jaký je jeho limit. Za tímto účelem se zkušební předmět v peci podrobuje kontinuálnímu zatížení.

Důležitost limitu tečení je, že charakterizuje největší stres vedoucí ke zničení ohřátého vzorku po vystavení určitému času.

Tepelně odolné a žáruvzdorné oceli

Interní struktura kategorie je následující:

• martenzitická;
• austenitická;
• martenzit-ferrit;
• perletitické.

Tepelně odolné oceli mohou představovat dva další typy:

• feritické;
• martenzitické nebo austeniticko-feritické.

Mezi oceli s martenzitickou strukturou jsou nejznámější:

• X5 (je vyroben z trubek, které budou provozovány při teplotě nepřesahující 650 ° C).
• Х5М, Х5ВФ, 1 Х8ВФ, Х6СМ, 1 Х12Н2ВМФ (slouží k výrobě výrobků, které jsou provozovány při 500-600 ° C po určitou dobu (1000-10000 hodin).
• 3H13N7S2 a 4H9S2 (jejich produkty jsou úspěšně provozovány při 850-950 ° C, takže z nich dělají motory ventily vozidel).
• 1X8VF (výrobky z této oceli se úspěšně používají při teplotách nepřesahujících 500 ° C 10 000 hodin a déle, zejména konstrukční prvky parních turbín vyrábějí materiál).

Základem martenzitické struktury je perlit, který mění stav, pokud se obsah chromu zvyšuje v složení materiálu. Perlitové třídy žáruvzdorných a žáruvzdorných ocelí, které se vztahují na chrom-křemík a chromomolybden:

• X6C;
• X7SM;
• X6SM;
• X9C2;
• X10C2M;
• X 13H7C2.

Aby se získal materiál se strukturou sorbitolu s vysokou tvrdostí (nejméně 25 HRC), nejdříve se reakce zastavila při teplotě 950 až 1100 ° C a pak se zalomila.

Ocelové slitiny s feritickou strukturou z kategorie žáruvzdorné obsahují 25-33% chromu, které určuje jejich vlastnosti. Aby tyto oceli získaly jemnozrnnou strukturu, výrobky z nich jsou žíhány. Tato kategorie ocelí zahrnuje:

• 1 x 12 Cu;
• X17;
• X18SO;
• 0X17T;
• Х25Т;
• X 28.

Když se zahřívají na 850 ° C a více, zrnitost vnitřní struktury se zvětší, čímž se zvyšuje křehkost.

Z nerezavějící oceli:

• pronájem tenkých listů;
• bezešvé trubky;
• agregáty chemického a potravinářského průmyslu.

Ocel, která je založena na feritu a martenzitu, se aktivně používá při výrobě výrobků pro různé účely ve strojírenství. Výrobky z takových vysokoteplotních slitin dokonce po delší dobu úspěšně pracují při teplotách do 600 ° C.

Nejběžnější značky dat pro žáruvzdorné oceli jsou:

• X6SO;
• 1X13;
• 1 X11MF;
• 1X12VNMF;
• 1 X12V2MF;
• 2 Х12ВМБФР.

Chrom v chemickém složení těchto slitin je 10-14%. Slitiny přísad, zlepšení složení, zde - vanad, wolfram a molybden.

Austenitické feritické a austenitické slitiny

Nejvýznamnější znaky austenitických ocelí spočívají v tom, že jejich vnitřní struktura je tvořena niklem v jejich složení a tepelná odolnost je spojena s chrómem.

V slitinách této kategorie, vyznačující se nízkým obsahem uhlíku, jsou někdy přítomny titanové a niobové slitiny. Ocel, jejíž vnitřní struktura je austenitická, patří do kategorie nerezové oceli a při dlouhodobém vystavení vysokým teplotám (do 1000 ° C) je velmi odolná vůči tvorbě šupin.

Nejčastěji používanou ocelí s austenitickou strukturou jsou slitiny odolné vůči disperzi. Pro zlepšení kvalitativních vlastností se přidávají karbidové nebo intermetalické tvrdidla.

Nejoblíbenější značky, na jehož vnitřní struktuře je austenit:

• Disperze-vytvrzování Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М, 0Х14Н28В3Т3ЮР.
• Homogenní 1X14H16B, 1X14H18B2B, Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х23Н18, Х25Н16Г7АР, Х25Н20С2.

Ocelové slitiny na bázi směsi austenitu a feritu se vyznačují velmi vysokou tepelnou odolností, která přesahuje obdobný parametr v parametrech i u vysoce chrómových materiálů. Vlastnosti tepelné odolnosti jsou dosaženy a díky vysoké stabilitě vnitřní struktury ocelí této kategorie. Výrobky z nich se úspěšně používají i při teplotách do 1150 ° С.

Tepelně odolné oceli s austeniticko-martenzitickou strukturou jsou charakterizovány zvýšenou křehkostí, a proto nemohou být použity při výrobě výrobků, které jsou provozovány při vysokém zatížení.

Z žáruvzdorných ocelí této kategorie se vyrábějí výrobky s takovým označením:

• Tepelně odolné potrubí, dopravníky pecí, nádoby na karburátor (X20H14C2 a 0X20H14C2).
• Pyrometrické zkumavky (X23N13).

Žáruvzdorné materiály

Ocelové slitiny na bázi žáruvzdorných kovů se používají k výrobě výrobků, které pracují při teplotě 1000-2000 ° C.

Žáruvzdorné kovy, které jsou součástí chemického složení těchto ocelí, jsou charakterizovány body tavení:

Protože tato kategorie žáruvzdorné oceli mají vysokou teplotu přechodu do křehkého stavu, když těžké topné jsou deformovány. Pro zvýšení tepelné odolnosti těchto ocelí se do jejich složení zavádějí speciální přísady a pro zlepšení tepelné odolnosti jsou legovány titanem, molybdenem, tantalem atd.

Nejběžnější poměry chemických prvků v žáruvzdorných slitinách:

• báze - wolfram a 30% rhenium;
• 60% vanadu a 40% niobu;
• báze - 48% železa, 15% niobu, 5% molybdenu, 1% zirkonu;
• 10% wolframu a tantalu.

Slitiny na bázi niklu a niklu se železem

Slitiny na bázi niklu (55% Ni) nebo vyrobené na bázi směsi se železem (65%) jsou tepelně odolné s vysokou tepelnou odolností. Základním legujícím prvkem pro všechny oceli této kategorie je chróm, který obsahuje 14-23%.

Vysoká odolnost a pevnost se udržuje při zvýšených teplotách. Tyto vlastnosti jsou založeny na slitinách na bázi niklu.

Nejoblíbenější:

• ХН60В;
• ХН67ВМТЮ;
• ХН70МТТЮБ;
• XH70;
• ХН77ТЮ;
• ХН78Т;
• ХН78МТЮ;
• ХН78Т.

Některé značky jsou tepelně odolné hejna, jiné jsou tepelně odolné. Při zahřátí na povrchu výrobků z těchto slitin se vytvoří oxidový film na bázi hliníku a chrómu. Při pevném řešení struktury těchto kovů se vytváří nikl a hliník nebo nikl a sloučeniny titanu, které zajišťují odolnost materiálů vůči vysokým teplotám. Podrobnější specifikace jsou uvedeny ve zvláštních příručkách.

Z oceli niklové skupiny jsou vyrobeny:

• Prvky plynových konstrukcí a komunikací (ХН5ВМТЮ).
• Konstrukční prvky turbínových zařízení (ХН5ВТР).
• Konstrukční prvky kompresorů - lopatky, disky (ХН35ВТЮ).
• Rotory pro vybavení turbín (ХН35ВТ a ХН35ВМТ).

Tepelně odolné typy jsou proto schopny dlouhodobě pracovat při vysokých teplotách bez deformace a odolávat korozi plynů. Pomocí slitin různých prvků se dosahují optimálních vlastností materiálů v závislosti na provozních podmínkách.