Челични одливци отпорни на топлоту и њихова топлотна обрада

Челични одливци отпорни на топлоту су делови ливени од легираног челика отпорног на топлоту као сировина. У условима високе температуре, челик са отпорношћу на оксидацију, довољном високом температурном чврстоћом и добром отпорношћу на топлоту назива се челик отпоран на топлоту. Челик отпоран на топлоту се може поделити на два типа: челик отпоран на оксидацију и челик отпоран на топлоту према својим својствима. Антиоксидациони челик се такође назива челик без коже. Челик вруће чврстоће се односи на челик који има добру отпорност на оксидацију на високим температурама и високу чврстоћу на високим температурама. У случају истог хемијског састава, ливено стање има већу топлотну чврстоћу од ваљаног стања. Ливени челични делови отпорни на топлоту заузимају велики удео у области челика отпорног на топлоту.

Неки високолегирани челици отпорни на топлоту тешко се обрађују и деформишу. Производња одливака није само исплативија од ваљаних производа, већ и одливци имају већу издржљивост. Због тога ливени челик отпоран на топлоту заузима значајан део челика отпорног на топлоту. Поред ливења у песак, технике прецизног ливења могу се користити и за добијање производа са глатким површинама и прецизним димензијама. Центрифугално ливење се често користи за цеви за пећи на високим температурама за пуцање синтетичког амонијака и етилена

Према металографској структури у нормализованом стању, ливени челик отпоран на топлоту може се поделити у четири категорије: перлитни челик отпоран на топлоту, мартензитни челик отпоран на топлоту, феритни челик отпоран на топлоту и аустенитни челик отпоран на топлоту.

 

1. Перлитни ливени челик отпоран на топлоту

Легирајући елементи перлитног челика отпорног на топлоту су углавном хром и молибден, а укупна количина углавном не прелази 5%. Поред перлита и ферита, његова структура има и баинит. Ова врста челика има добру чврстоћу на високим температурама и перформансе процеса на 500-600 ℃. Широко се користе за прављење делова отпорних на топлоту испод 600℃, као што су челичне цеви за котлове, импелери парних турбина, ротори, причвршћивачи, посуде под високим притиском, цевоводи, итд. , 25Цр2Мо1В, 20Цр3МоВВ, итд.

Термичка обрада перлитних топлотно отпорних челичних одливака се углавном нормализује или каљује и каљује како би се добила стабилна структура, добра свеобухватна механичка својства и потребна чврстоћа у условима високе температуре.

 

2. Мартензитни ливени челик отпоран на топлоту

Садржај хрома у мартензитном ливеном челику отпорном на топлоту је углавном 7-13%. Има већу чврстоћу на високим температурама, отпорност на оксидацију и отпорност на корозију водене паре испод 650 ℃, али је његова заварљивост лоша. 1Цр13, 2Цр13 који садрже око 12% хрома, и на овој основи развијени челични разреди као што су 1Цр11МоВ, 1Цр12ВМоВ, 2Цр12ВМоНбВБ и друге легуре се обично користе за израду лопатица парних турбина, дискова, осовина, додатака за причвршћивање,2, итд. 4Цр10Си2Мо и др. који се користе у производњи издувних вентила за моторе са унутрашњим сагоревањем су такође мартензитни челици отпорни на топлоту.

Уобичајени процес топлотне обраде за мартензитне челичне одливе отпорне на топлоту је нормализација + каљење.

 

3. Феритни ливени челик отпоран на топлоту

Феритни ливени челик отпоран на топлоту садржи више хрома, алуминијума, силицијума и других елемената, формирајући једнофазну феритну структуру, која има добру отпорност на оксидацију и отпорност на корозију на високим температурама, али је њихова високотемпературна чврстоћа ниска, на собној температури. је већа и заварљивост је лоша. Као што су 1Цр13СиАл, 1Цр25Си2, итд. Феритни ливени челик отпоран на топлоту се генерално користи за израду делова који подносе ниско оптерећење и захтевају отпорност на оксидацију при високим температурама.

Термичка обрада феритних топлотно отпорних челичних одливака углавном усваја жарење како би се ублажио стрес, а затим брзо хлађење (како би брзо прошао кроз зону ломљивости од 400-500 ℃).

 

4. Аустенитни ливени челик отпоран на топлоту

Аустенитни ливени челик отпоран на топлоту садржи више елемената који формирају аустенит као што су никл, манган, азот итд., На температурама изнад 600°Ц, има добру чврстоћу на високим температурама и структурну стабилност и добре перформансе заваривања. Обично се користи као материјал топлотне чврстоће који ради изнад 600°Ц. Типичне класе су 1Цр18Ни9Ти (321), 1Цр23Ни13 (309), 0Цр25Ни20 (310С), 1Цр25Ни20Си2 (314), 2Цр20Мн9Ни2Си2Н, 4Цр14Ни14В2Мо, итд.

Аустенитни антиоксидациони челик се може третирати топлотном обрадом раствора високе температуре да би се добила добра хладна деформација. Аустенитни челик вруће чврстоће се прво третира високотемпературним третманом раствора, а затим се третман старењем врши на 60-100 ℃ вишој од температуре употребе да би се стабилизовала структура и исталожила друга фаза за јачање матрице.

 

Употреба челичних одливака отпорних на топлоту

Челик отпоран на топлоту се често користи за производњу делова и компоненти који раде на високим температурама у индустријским секторима као што су котлови, парне турбине, енергетске машине, индустријске пећи, авијација и петрохемијска индустрија. Поред високотемпературне чврстоће и високотемпературне отпорности на оксидацију и корозију, ови делови такође захтевају довољну жилавост, добру обрадивост и заварљивост, као и одређени степен структурне стабилности у зависности од употребе.

 

Неки разреди легираног челика отпорног на топлоту и њихова примена
Стеел Граде	Радна температура и примена
00Цр12	Температура антиоксидације 600 ~ 700 ℃, користи се као висока температура, тело вентила високог притиска, горионик
0Цр13Ал	Применљив температурни опсег 700~800℃, лопатица компресора гасне турбине
1Цр17	Антиоксидација на температурама испод 900℃, користи се као делови за високе температуре и млазнице за пећи
1Цр12	Отпорност на оксидацију и високотемпературна чврстоћа у температурном опсегу од 600~700℃ и користи се за високотемпературне делове лопатица парних турбина, млазница и вентила горионика котла.
1Цр13	Температура отпорности на оксидацију је 700 ~ 800 ℃, а њена употреба је иста као и код 1Цр12 челика
0Цр18Ни9, 1Цр18Ни9Ти	Температура антиоксидације испод 870 ℃, може се користити као површинска цев за грејање котла, делови пећи за грејање, измењивач топлоте, пригушна пећ, претварач, млазница
0Цр18Ни10Ти, 0Цр18Ни11Нб	Отпоран је на високотемпературну корозију и оксидацију у температурном опсегу од 400~900℃ и може се користити за цевне спојнице чија је радна температура испод 850℃
0Цр23Ни13	Антиоксидациона температура до 980 ℃, користи се за ватрогасну цев горионика, лопатице парне турбине, тело пећи за грејање, уређај за конверзију метана, уређај за одвајање на високим температурама
0Цр25Ни20	Антиоксидациона температура до 1035℃, користи се за загревање делова пећи; делови система за пренос гаса са радном температуром испод 950℃
0Цр17Ни12Мо2, 0Цр19Ни13Мо2	Температура антиоксидације није нижа од 870 ℃, радна температура је 600 ~ 750 ℃, цеви размењивача топлоте и прибор за пећи за хемијску индустрију и прераду нафте.
0Цр17Ни7Ал	Делови који носе високе температуре са радном температуром испод 550℃