Челични одливци отпорни на топлоту поступком ливења по инвестиционој маси

Челик отпоран на топлоту односи се на челик са високом температурном отпорношћу на оксидацију и високом температурном чврстоћом. Отпорност на оксидацију на високој температури је важан услов да би се осигурало да радни предмет ради дуго времена на високој температури. У оксидационом окружењу као што је ваздух високе температуре, кисеоник реагује хемијски са површином челика и формира различите слојеве оксида гвожђа. Оксидни слој је веома лабав, губи првобитне карактеристике челика и лако се скида. Да би се побољшала отпорност челика на оксидацију при високим температурама, легирајући елементи се додају челику како би се променила структура оксида. Често коришћени легирајући елементи су хром, никл, хром, силицијум, алуминијум и тако даље. Отпорност челика на оксидацију при високим температурама је повезана само са хемијским саставом.

Чврстоћа на високој температури односи се на способност челика да издржи механичка оптерећења дуго времена на високим температурама. Постоје два главна ефекта челика под механичким оптерећењем на високој температури. Један је омекшавање, односно јачина опада са повећањем температуре. Други је пузање, односно под дејством сталног напрезања количина пластичне деформације се полако повећава са временом. Пластична деформација челика на високој температури је узрокована интрагрануларним клизањем и граничним клизањем зрна. Да би се побољшала чврстоћа челика на високим температурама, обично се користе методе легирања. То јест, легирајући елементи се додају челику да би се побољшала сила везивања између атома и формирала повољна структура. Додавање хрома, молибдена, волфрама, ванадијума, титанијума, итд., може ојачати челичну матрицу, повећати температуру рекристализације, а такође може формирати карбиде фазе јачања или интерметална једињења, као што су Цр23Ц6, ВЦ, ТиЦ, итд. Ове фазе ојачања су стабилни на високим температурама, не растварају се, не агрегирају да расту и одржавају своју тврдоћу. Никл се додаје углавном за добијањеаустенит. Атоми у аустениту су распоређени чвршће од ферита, сила везе између атома је јача, а дифузија атома је тежа. Због тога је високотемпературна чврстоћа аустенита боља. Може се видети да високотемпературна чврстоћа челика отпорног на топлоту није повезана само са хемијским саставом, већ и са микроструктуром.

Високолегиране отпорне на топлотучелични одливцисе широко користе у случајевима када радна температура прелази 650 ℃. Челични одливци отпорни на топлоту односе се на челике који раде на високим температурама. Развој челичних одливака отпорних на топлоту уско је повезан са технолошким напретком различитих индустријских сектора као што су електране, котлови, гасне турбине, мотори са унутрашњим сагоревањем и авио-мотори. Због различитих температура и напрезања које користе различите машине и уређаји, као и различитих окружења, врсте челика које се користе су такође различите.

Стандарди ливеног челика отпорног на топлоту у различитим земљама
1) Кинески стандард
ГБ/Т 8492-2002 "Технички услови за челичне ливене ливене отпорне на топлоту" одређују степене и механичка својства на собној температури различитих ливених челика отпорних на топлоту.
2) европски стандард
Стандарди од ливеног челика отпорног на топлоту ЕН 10295-2002 укључују аустенитни нерђајући челик отпоран на топлоту, нерђајући челик отпоран на феритну топлоту и нерђајући челик отпоран на топлоту аустенитно-феритни дуплекс, као и легуре на бази никла и легуре на бази кобалта.
3) амерички стандарди
Хемијски састав наведен у АНСИ/АСТМ 297-2008 „Опште индустријско гвожђе-хром, гвожђе-хром-никл отпорни челични одливци на топлоту“ је основа за прихватање, а испитивање механичких перформанси се спроводи само када купац то захтева у време наручивања. Остали амерички стандарди који укључују ливени челик отпоран на топлоту укључују АСТМ А447/А447М-2003 и АСТМ А560/560М-2005.
4) Немачки стандард
У ДИН 17465 "Технички услови за челичне ливене одливе отпорне на топлоту", хемијски састав, механичка својства на собној температури и механичка својства при високим температурама различитих врста ливеног челика отпорног на топлоту су посебно наведени.
5) Јапански стандард
Оцене у ЈИСГ5122-2003 „Челични одливци отпорни на топлоту“ су у основи исти као и амерички стандард АСТМ.
6) руски стандард
Постоји 19 класа ливеног челика отпорног на топлоту наведених у ГОСТ 977-1988, укључујући челике са средњим и високим хромом отпорне на топлоту.

Утицај хемијског састава на век трајања челика отпорног на топлоту
Постоји доста различитих хемијских елемената који могу утицати на радни век челика отпорног на топлоту. Ови ефекти се манифестују у повећању стабилности структуре, спречавању оксидације, формирању и стабилизацији аустенита и спречавању корозије. На пример, ретки земљани елементи, који су елементи у траговима у челику отпорном на топлоту, могу значајно побољшати отпорност челика на оксидацију и променити термопластичност. Основни материјали челика и легура отпорних на топлоту углавном бирају метале и легуре са релативно високом тачком топљења, високом енергијом активације самодифузије или малом енергијом грешке слагања. Различити челици отпорни на топлоту и легуре на високе температуре имају веома високе захтеве за процес топљења, јер ће присуство инклузија или одређених металуршких дефеката у челику смањити границу издржљивости материјала.

Утицај напредне технологије као што је третман раствора на радни век челика отпорног на топлоту
За металне материјале, употреба различитих процеса термичке обраде ће утицати на структуру и величину зрна, чиме се мења степен тежине термичке активације. У анализи квара ливења, постоји много фактора који доводе до квара, углавном термички замор доводи до настанка и развоја пукотине. Сходно томе, постоји низ фактора који утичу на настанак и ширење пукотина. Међу њима је изузетно важан садржај сумпора јер се пукотине углавном развијају дуж сулфида. На садржај сумпора утиче квалитет сировина и њихово топљење. За одливке који раде у заштитној атмосфери водоника, ако је водоник сумпор садржан у водонику, одливци ће бити сумпорисани. Друго, адекватност третмана раствора ће утицати на чврстоћу и жилавост ливења.