Toplotno odporne zlitine. Specialna jekla in zlitine. Proizvodnja in uporaba toplotno odpornih zlitin

Sodobna industrija si ni mogoče predstavljati brez materiala, kot jeklo. Z njim se srečujemo skoraj vsakem koraku. Z vnosom svoje strukture lahko različni kemijski elementi, ki bistveno izboljšajo mehanske in uspešnosti lastnosti.

Kaj je jeklo

Steel imenuje zlitino, ki je sestavljeno iz ogljika in železa. Prav tako lahko na primer zlitina (foto razporejen spodaj) imajo druge nečistoča kemijskih elementov.

Več različnih strukturnih države. Če je vsebnost ogljika v 0,025-0,8%, podatki imenovane pro-evtektoidne jekla in imajo v svoji strukturi perlita in ferita. Če hypereutectoid jekla, je mogoče opazovati perlita in cementita fazo. Značilnost feritnega strukture je veliko duktilnost. Cementit ima tudi veliko trdoto. Perlit tvorita obe predhodni fazi. Lahko ima zrnato obliko (z vključitvijo zrn ferita razporejena cementita, ki ima krožno obliko) in ploščo (obe fazi imajo obliko plošč). Če je jeklo potrebno segreti nad temperaturo, pri kateri so nastopile polimorfi, nato spremembe strukture za avstenit. Ta faza ima visoko duktilnost. Če vsebnost ogljika presega 2.14%, so taki materiali in zlitine imenovane železa.

vrste jekla

Odvisno od sestave jekla lahko ogljikovega jekla in zlitine. Vsebnost ogljika manj kot 0,25% označuje nizko ogljikovega jekla. Če je znesek doseže 0,55%, potem lahko govorimo o srednje-zlitine. Jeklo, ki ima v svoji sestavi več kot 0,6% ogljika, ki se imenuje visoko-ogljik. Če se ta izdela kot fuzijo, tehnologija zahteva uvedbo specifičnih kemijskih elementov, to legiranega jekla imenovano. Uvedba različnih komponent bistveno spreminjajo svoje lastnosti. Če je njihova višina manjša od 4%, zlitino z nizko legirana. Srednelegirovannoj in visoko legiranega jekla ima vsakokrat za 11% in več kot 12% nečistoč. Odvisno od tega, kje se uporabljajo na področju jeklenih zlitin, ki jih dodelijo take tipe: instrumentalnih, strukturne in posebna jekla in zlitine.

tehnologija izdelave

Postopek jeklo odločitev je precej zamudno. To vključuje več faz. Najprej morate surovin - železove rude. Prva faza obsega segrevanje na določeno temperaturo. Ko se to zgodi, oksidacijske procese. V drugem koraku se temperatura bistveno višji. Ogljikov oksidacijski procesi so bolj intenzivni. Možna dodatna obogatitev kisika zlitine. Neželeni nečistoče odstranimo v žlindri. Naslednji korak je usmerjen k odstranitvi kisika iz jekla, ker znatno zmanjšuje mehanske lastnosti. Ta difuzija lahko izvedemo ali obarjanjem metodo. Če loncu proces ne pride, je nastalo jeklo imenuje vrelišča. Tiho zlitina ne oddaja plinov, kisik popolnoma odstranimo. Vmes so semi-ubil jekla. Proizvodnja zlitin železa se pojavi v ognjišču, indukcijske peči, osnovne kisika peč.

legiranje jekla

Da bi dosegli določene lastnosti jekla, je njena sestavek dajemo posebno dopantov. Glavne prednosti take zlitine izboljšana odpornost na različne deformacije, zanesljivih sestavnih delov in drugi strukturni se znatno povečuje. Kaljenje zmanjšuje odstotek razpok in drugih napak. Pogosto tak način nasičenja uporablja različne elemente, da jim dajo odpornost proti kemični koroziji. Vendar pa obstajajo nekatere pomanjkljivosti. Ti zahtevajo dodatno obdelavo, visoko verjetnost pojava lasišča, razpoke. Poleg tega povečuje stroške materiala. Najpogostejši legirni elementi - krom, nikelj, volfram, molibden in kobalta. Njihovo področje uporabe je precej visoka. Ta inženiring in proizvodnja podrobnosti cevovodov, elektrarn, letal in več.

Koncept toplotno odpornost in odpornost na toploto

Izraz toplotna odpornost pomeni sposobnost kovino ali zlitino, da ohranijo vse svoje lastnosti, ki delujejo pri visokih temperaturah. V takem okolju je pogosto opaziti plina korozijo. Zato mora material imeti odpornost na svojem delovanju, ki je toplotno odporni. Tako so značilnosti zlitin se uporablja v veliki temperaturi mora vključevati obeh konceptov. Samo če ti jekla zagotavljajo potrebno življenjsko dobo za dele, orodja in drugih strukturnih elementov.

Značilnosti toplotno odporna jekla

V primerih, ko temperatura doseže visoke vrednosti, zahteva uporabo zlitine, ki ne bo kolaps in upreti deformacije. V tem primeru je odporna proti vročini zlitine. Obratovalno temperaturo za takšne materiale - nad 500 ° C. Pomembna točka označujejo podobno jekla je meja visoka vzdržljivost, plastičnost, ki traja dolgo časa, kot tudi odpornost sprostitev. Obstaja več komponent, ki lahko znatno poveča odpornost na visoke temperature: kobalt, volfram, molibden. In obvezna sestavina je krom. On nima toliko vpliva na moč, povečuje odpornost na luščenje. Chrome tudi preprečuje korozijo procese. Druga pomembna značilnost zlitin te vrste - počasno lezenje.

Razvrstitev toplotno odporno jeklo strukture

Toplotno odporne in toplotno odporne zlitine so feritno razred, martenzitna, avstenitnega in martenzitno strukturo feritno. Prva je sestavljena iz okoli 30% kroma. Po posebnega zdravljenja postane fina struktura zrn. Če temperatura ogrevalnega presega 850ºS, povečanja zrnje in take toplotno odporni materiali postanejo krhke. Martenzitna stopnje označen z vsebnostjo kroma od 4% do 12%. Nikelj je lahko tudi prisoten v manjših količinah, volframa in drugih elementov. Od njih proizvajajo dele turbin, ventili v vozilu. Jekla, ki imajo v svoji strukturi martenzit in ferita, primerne za delovanje v stalnih visokih temperaturah in dolgotrajno delovanje. Vsebnost kroma doseže 14%. Avstenit dobimo z uvedbo toplotno odporne nikljeve zlitine. Jekla s podobno strukturo imajo veliko blagovnih znamk.

zlitine na osnovi nikljeve

Nikelj ima številne uporabne lastnosti. Ima pozitiven učinek na obdelovalnost jekla (tako toplo in hladno). Če element ali orodje za delo v težkih okoljih je doping tega elementa bistveno povečuje odpornost proti koroziji. nikelj-bazni material toplotno odpornega se ločijo v naslednje skupine: toplotno odporne in toplotno odporno sama. Slednji mora imeti tudi minimalno toplotno odporne lastnosti. Obratovalne temperature doseže 1200 ° C. Poleg tega damo krom ali titan. Značilno je, jekla legirana z nikljem, imajo majhno količino nečistoč, kot so barij, magnezij, bor, zato so ojačana več meje zrn. Superzlitine te vrste so na voljo v obliki kovane, valjane. Prav tako je možno podrobnosti EBB. Glavno področje uporabe - proizvodne elemente plinskih turbin. nikelj zlitine na osnovi toplotno odpornega imajo sestave in do 30% kroma. So dokaj dobro za kovanje, varjenje. Poleg tega je upor luščenje je visoka. To omogoča, da jih uporabljajo v plinovodnem sistemu.

Ognjeodporno jeklo, titanovo zlitino

Titanov uvedemo v majhni količini (0,3%). V tem primeru se poveča moč zlitine. Če je vsebnost znatno višje, nekatere poslabšajo mehanske lastnosti (trdota, trdnost). Toda plastičnost povečanja. To omogoča obdelavo jekla. Pri dajanju titan skupaj z drugimi komponentami lahko občutno izboljša lastnosti visoko temperaturo. Če obstaja potreba delati v sovražnem okolju (še posebej v primeru, ko je konstrukcija vključuje varjenje), legirnih elementov kemično podatkov upravičena.

kobalta zlitine

Velika količina kobalta (do 80%) se uporablja za proizvodnjo takšnih materialov, kot superzlitin in toplotno odpornih zlitin, saj se le redko uporabimo v čisti obliki. Njegova administracija izboljša žilavosti, kot tudi odpornost pod visokimi temperaturami. In višji je, tem večja je količina kobalta zlitini. V nekaterih žigom njegova vsebina doseže 30%. Druga značilnost teh jekel - izboljšanje magnetnih lastnosti. Vendar pa zaradi visokih stroškov kobalta, je njegova uporaba precej omejena.

Vpliv molibdena na superzlitin

Aktivne kemični element pomembno vpliva na trdnost materiala pri visokih temperaturah. Še posebej učinkovita je njegova uporaba skupaj z drugimi elementi. To znatno poveča trdoto jekla (že vsebnostjo 0,3%). Natezno trdnost tudi povečuje. Druga pozitivna lastnost, da imajo superzlitin dopirani molibdena - večjo stopnjo odpornosti na oksidativnih procesov. Molibden prispeva k zrn izboljšanja. Pomanjkljivost je težava varjenja.

Druga posebna jekla in zlitine

Za izvedbo določene naloge zahtevajo materialov, ki imajo določene lastnosti. Tako lahko govorimo o uporabi posebnih zlitin, ki je lahko tako legiranega in ogljik. Končni sklop potrebnih lastnosti se doseže zaradi dejstva, da je proizvodnja zlitin in njihovo predelavo posebne tehnologije. Še posebne zlitine in jekla so razdeljeni na strukturna in instrumentalne. Med glavnimi problemi za to vrsto materiala so: odpornost proti koroziji in obrabi procesov, sposobnost za delo v neprijaznem okolju, povečala mehanske lastnosti. V tej kategoriji so toplotno odporna jekla in zlitine z visoko delovno temperaturo in kriogenega jekla, ki lahko vzdrži do -296ºS.

orodnega jekla

Za izdelavo orodij, ki se uporabljajo v proizvodnji specialnega orodnega jekla. Glede na dejstvo, da so delovni pogoji iz različnih materialov izbrana tudi posamično. Ker so instrumenti precej visoke zahteve in lastnosti zlitin za njihovo proizvodnjo, kot je primerno: morajo biti brez zunanjih nečistoč, ki se vključki deoxidation proces tudi izvedemo in homogeno strukturo. Za merilne instrumente, je pomembno, da imamo stabilno delovanje in upreti obrabo. Ko govorimo o rezalnih orodij, ki delujejo pri visokih temperaturah (pojavi rob ogrevanje), konstantno trenja in deformacije. Zato je za njih je zelo pomembno, da na primarni trdoto pri segrevanju. Druga vrsta orodnega jekla - visoke hitrosti. V bistvu, je legirana s volframa. Trdota vzdržujemo pri temperaturi okoli 600 ° C. Obstajajo tudi umre jekla. Namenjeni so tako za tople in hladne deformacije.

Področje zlitine za posebne namene

Industrije, ki uporabljajo zlitine s posebnimi lastnostmi nastavite. Zaradi svoje vrhunske kakovosti, ki so nujno potrebni za inženiring, gradnjo, naftni industriji. Toplotno odporne in toplotno odporne zlitine se uporabljajo pri izdelavi komponent turbin, deli za avtomobile. Jekla, ki imajo visoko protikorozijsko lastnosti, so nujno potrebni za proizvodnjo cevi, Uplinjačev igle, diskete različne elemente v kemični industriji. Vodila za železnice, vedra, gosenica prometno - temelj za vse to so vodoodporni jekla. V serijski proizvodnji vijakov, vijakov in podobnih predmetov, uporabljenih avtomata zlitine. Vzmeti morajo biti dovolj elastičen in trajen. Zato, material za njih je vzmetnega jekla. Da bi izboljšali to kakovost je dodatno legirana s kromom, molibden. Vse posebne zlitine in jekla z nizom posebnih značilnosti lahko zmanjša stroške dela, kjer že uporabljajo barvnih kovin.