1. Кіріспе
Ыстыққа төзімді тот баспайтын болаттар - бұл әлемдегі ең көп талап ететін өнеркәсіптік қосымшалардың артта қалуы.
Бұл қорытпалар олардың күшін сақтауға арналған, Құрылымдық тұтастық, және жоғары температуралы ортада да тозуға төзімділік.
Аэроғарыштық қозғалтқыштардан электр станциялары мен автомобиль шығаратын жүйелерге дейін, Ыстыққа төзімді тот баспайтын болаттар сыни компоненттердің төтенше жағдайларға төтеп бере алатындығын қамтамасыз етуде шешуші рөл атқарады.
Бұл блогта, Біз эфирге ұшыраған кезде тот баспайтын болаттан жасалған әр түрлі ыстыққа төзімді бағдарламаның максималды температурасына дейін жеткіземіз, және олардың жұмысына әсер ететін факторларды зерттеңіз.
2. Ыстыққа төзімді тот баспайтын болат дегеніміз не?
Ыстыққа төзімді Тот баспайтын болат бұл даформацияға қарсы тұруға арналған қорытпалар тобы, тотықтыру, және температурада коррозия.
Бұл болаттар жоғары жылудың жоғары деңгейдегі әсерін олардың негізгі қасиеттерін жоғалтпай-ақ бастайды,
Оларды пеш сияқты жоғары температуралы қосымшалар үшін өте ыңғайлы ету, турбиналар, және химиялық реакторлар.
Негізгі элементтер
Жоғары температураға төзімділікке қол жеткізу, Ыстыққа төзімді тот баспайтын болаттар құрамында бірнеше негізгі легирлеу элементтері бар:
- Хромий: Жұқа қалыптастырады, одан әрі тотығу мен коррозияға жол бермейтін қорғаныс оксиді қабаты.
- Никель: Қатаңдықты және коррозияға қарсы тұруды жақсартады, Тіпті жоғары температурада.
- Молибден: Опингке төзімділікті жақсартады, Сынықтар коррозиясы, және жоғары температуралы беріктік.
- Ванади: Жақсартылған аналық тұрақтылыққа ықпал етеді, Материалға жоғары температурада ұзақ мерзімді күйзеліске жетуге көмектесу.
Өнеркәсіптегі рөлі
Бұл қорытпалар материалдарда жоғары температураға ұшырауы ұзартылған салаларда қажет, сияқты аэроғарыш (Турбина пышақтары),
Электр қуатын өндіру (Қазандар мен реакторлар), автомобиль (Шығару жүйелері), және химиялық өңдеу (Жылу алмастырғыштар).
Олардың механикалық беріктігін сақтау және тотығуға қарсы тұру қабілеті оларды қауіпсіздік үшін сыни етеді, сенімділік, және осы жоғары көрсеткіштердегі тиімділік.
3. А ауадағы тот баспайтын болаттан жасалған максималды температураға әсер ететін факторлар
Жоғары температуралы қолданбалар үшін тот баспайтын болаттан жасалған тиісті бағаны таңдауға келгенде, Оның жұмысына әсер ететін факторларды түсіну маңызды.
Бұл факторлар материалдың максималды температурасын анықтайды және ол қаншалықты экстремалды ортаға төтеп береді, әсіресе ауада.
Келесі негізгі факторлар тот баспайтын болаттан жасалған ыстыққа төзімділікке әсер етеді:
Химиялық құрамы
Хром құрамы
Хром - бұл тот баспайтын болаттан жасалған маңызды элемент, оның коррозиясы мен тотығу кедергісіне жауап береді.
Жоғары температураға ұшыраған кезде, Хром болат бетіне пассивті оксид қабатын қалыптастыруға көмектеседі, оны одан әрі деградациядан қорғайды.
Хром құрамы неғұрлым жоғары болса, Болат неғұрлым тиімше температурада тотығуға қарсы болады.
Мысалы, Аұшпандар тот баспайтын болаттар (сияқты 310 жіне 316 бағалар) одан да көп 18% хромий, Оларды жоғары температуралы қосымшалар үшін өте ыңғайлы ету.
Никель мазмұны
Никель тот баспайтын болаттан коррозия мен тотығу кедергісін жақсартады, сонымен қатар оның күші мен қаттылығына ықпал етеді.
Жоғары температуралы ортада, Никель тотығуға қарсы тұрып, оның механикалық қасиеттерін сақтау қабілетін жақсартады.
Никель мөлшері жоғары тот баспайтын болаттар, сияқты 304 немесе 316, Төменгі никель құрамындағы салыстырғанда жоғары температурада жақсы жұмыс істеуге бейім.
Молибден мөлшері
Молибден тот баспайтын болаттың жоғары температуралық коррозияға төзімділігін айтарлықтай жақсартады, Әсіресе хлоридке интенсивті және саңылаулар коррозиясына қарсы.
Бұл сонымен қатар сілкініске төзімділікті жақсартады, Материалдың жоғары температуралық жағдайда даформацияға қарсы тұру қабілеті қандай.
Молибден-бай қорытпалар (сияқты 317 немесе 253мма) әдетте жоғары температурада жоғары тотығуға төзімділігі мен механикалық тұрақтылықты қажет ететін қосымшаларда қолданылады.
Титан құрамы
Титан, тот баспайтын болаттан жасалған тотықтырғыштың тотығу кедергісін жақсартады, бұл болаттың микроқұрылымды тұрақтандыру арқылы жоғары температурада.
Бұл сонымен қатар бүктелген температурада хром карбидтерінің пайда болуына жол бермейді, бұл қорытпаның коррозияға төзімділігін төмендетуі мүмкін.
Титаний көбінесе бағаланады 321 жіне 347 Олардың жоғары температуралы тотығу және астыртын коррозияға төзімділігін арттыру.
Вольфрам мазмұны
Вольфрам - бұл тот баспайтын болаттың жоғары температураға төзімділігіне ықпал ететін басқа элемент.
Бұл жоғары температуралы коррозияға төзімділікті жақсартады және қыңырлыққа төзімділікті арттырады, әсіресе өте ыстық орталардан тұратын қосымшаларда.
Вольфрамдар қорытпалары, сияқты бағалар сияқты 17-4 Р, жылу мен стресс кең таралған аэроғарыштық және химиялық өңдеу салаларында қолданылады.
Микроқұрылым
Астық мөлшері
Тот баспайтын болаттан жасалған микроқұрылым оның жоғары температуралық көрсеткіштерінде маңызды рөл атқарады.
Тамаша дәнді мөлшерлеудің мөлшері жақсарады, қаттылық, және жоғары температурада тұруға төзімділік.
Астықты тазарту қорытпаны күшейтеді және жоғары жылу әсерінен деформацияның қаупін азайтады.
Кішігірім дәндер сонымен қатар материалды тотығуға және масштабтауға төзімді арттырады.
Карбид тарату
Карбидтер бар (мысалы, хром карабарлары) Тот баспайтын болаттан жасалған бұл форма температурада.
Бұл карбидтердің таралуы мен мөлшері болаттың коррозияға және тотығу кедергісіне айтарлықтай әсер етуі мүмкін, сонымен қатар оның күші мен қаттылығы.
Тиісті карбидектің таралуы кірпікке әкелуі мүмкін немесе жоғары температуралы өнімділікке әкелуі мүмкін.
Мысалы, Хром болаттарында, Карбидтер астық шекараларында тұнба болуы мүмкін, бұл жоғары температуралы коррозияға төзімді азайтуға болады.
Сондықтан, Тиісті терумен емдеу арқылы карбидін қалыптастыруды бақылау өнімділікті сақтау үшін өте маңызды.
Термиялық өңдеу
Ақша салу
Сипат - бұл тот баспайтын болаттан арылуға және оның күшін және қаттылығын жақсарту үшін қолданылатын термиялық өңдеу процесі.
Қаражат кезінде, Тот баспайтын болат белгілі бір температураға дейін қызады, содан кейін бақыланатын мөлшерлемемен салқындатылады.
Бұл процесс сонымен қатар астық мөлшерін азайтады, Болатты жоғары температуралы деформацияға төзімді ету.
Қыптау Тот баспайтын болат өзінің ішкі құрылымын қамтамасыз ету арқылы жоғары температураға ұшыраған кезде оңтайлы өнімділікті сақтайды.
Тымбитора
Техникалық температураны емдеу - бұл жылуды емдеудің тағы бір процесі, ол тот баспайтын болаттан жасалған күш пен қаттылықты арттыру үшін қолданылады.
Болат сөнгеннен кейін, ол сынғыш болуы мүмкін. Температурасы болатты оның қаттылығын жақсарту және бриттентті азайту үшін белгілі бір температураға дейін қыздыруды қамтиды.
Жоғары температуралы қосымшаларда, Тот баспайтын болат стресстің астындағы апатты істен шықпай, күш қолдану арқылы жақсы өнімділікті көрсетеді.
Стрессті жеңілдету
Стрессті жеңілдету, Қаражатқа ұқсас, өндіріс кезінде дамитын қалдық күйзелістерді азайтуға арналған термиялық өңдеу процесі.
Бұл процесс жоғары температуралық жағдайларға сәйкес бұралу мен крекингтің алдын алуға көмектеседі, Болаттың стресстен оңтайлы өнер көрсетуін қамтамасыз ету.
Тот баспайтын болаттар жоғары жүктемелерді жеңілдететін тот баспайтын болаттар жоғары жүктемелер мен температура ауытқуларын шешуге жақсы жабдықталған.
Бацилла жұқтырғыш
Ауа
Тот баспайтын болат жұмыс істейтін атмосфера оның тотығуға және жоғары температурада коррозияға төзімділігіне айтарлықтай әсер етеді.
Ауада, Болат оттегіне ұшырайды, Тотығу процесін тездетеді.
Дегенмен, Егер болат инертті немесе басқарылатын атмосфераға ұшыраса (мысалы, азот немесе аргон), Ол едәуір тотығусыз жоғары температураға төтеп бере алады.
Мысалы, Пештерде қолданылатын тот баспайтын болаттан жасалған қосымшалар ашық ауада емес, басқарылатын атмосферада жақсы болуы мүмкін.
Тиеу
Материалға қолданылатын жүктеме оның жоғары температураға төзімділігін анықтауда басты рөл атқарады.
Жүктеме неғұрлым көп болса, Материалдағы стресс көп, және бұл соғұрлым көп болуы мүмкін, ол оның механикалық қасиеттеріне әсер етуі мүмкін.
Молибден немесе вольфрам құрамындағы тот баспайтын болаттар жоғары жүктемелер мен температурада жақсы өнер көрсетуге бейім, Олар жақсарған, бүктелген.
4. Тот баспайтын болаттан жасалған жалпыға төзімді орталыққа арналған максималды температура
Аұшпандар тот баспайтын болаттар (E.Г., 310, 314, 321)
- Әдеттегі максималды температура: 1100° C - 1150 ° C (2012° F - 2102 ° F)
- Жылжымалы: Бұл болаттар олардың тотығуға жақсы қарсылығымен танымал, масштабтау, және жоғары температуралы крептер.
Олардың жылу кернеуіндегі күш пен қаттылықты сақтау қабілеті оларды жоғары температуралы орта үшін өте ыңғайлы етеді. - Қолданбалар: Пеш бөлшектері, Жоғары температуралы реакторлар, Жылу алмастырғыштар, және жылу өңдеу жабдықтары.
Тот баспайтын болаттар (E.Г., 430, 446)
- Әдеттегі максималды температура: 800° C - 900 ° C (1472° F - 1652 ° F)
- Жылжымалы: Ферритикалық болаттар масштабтауға жақсы қарсылық көрсетсе де, Олардың өте жоғары температурадағы жұмысы ауссениттік болаттармен салыстырғанда шектеулі.
Олар жылу әсерінен тотығуға бейім. - Қолданбалар: Автомобиль шығаратын жүйелер, Каталитикалық түрлендіргіштер, және орташа ыстыққа төзімділік қажет болатын өндірістік қазандықтар.
Тот баспайтын болаттар (E.Г., 410, 420)
- Әдеттегі максималды температура: 650° C - 700 ° C (1202° F - 1292 ° F)
- Жылжымалы: Олардың күші мен тозуға белгілі, Мартенситті болаттар орташа жылуды өңдей алады, бірақ жоғары температурада тотығуға аз төзімді.
- Қолданбалар: Турбина пышақтары, клапандар, біліктер механикалық кернеу мен орташа жылуды қамтитын қосымшаларда қолданылады.
Тот баспайтын болаттар (E.Г., 253Мама, 310С)
- Әдеттегі максималды температура: 1150° C - 1200 ° C (2102° F - 2192 ° F)
- Жылжымалы: Бұл болаттар тотығу және сульфидацияға қарсы тұруға арналған, Оларды өте жоғары температуралы қосымшалар үшін қолайлы ету.
Олар құбылмалы температурасы бар ортада өте жақсы орындайды. - Қолданбалар: Электр станциялары, Газды терудендіру, және химиялық реакторлар.
СуперАлларды (E.Г., Жұқпалы 600, Ынтымақ 800)
- Әдеттегі максималды температура: 1000° C - 1150 ° C (1832° F - 2102 ° F)
- Жылжымалы: SuperalLallys температура мен қоршаған орта жағдайлары үшін жасалған.
Олар тотығуға және коррозияға да төзімді, Тіпті агрессивті жоғары температуралы ортада. - Қолданбалар: Аэроғарыш компоненттері (Jet қозғалтқыштары), Ядролық реакторлар, және газ турбиналары.
| Дәреже | Әдеттегі Max Temp (° C / ° F) | Жылжымалы | Қолданбалар |
|---|---|---|---|
| Аустениттік | 1100 - 1150 ° C / 2012 - 2102 ° F | Жоғары тотығу кедергісі, Тамаша сырғып кету | Пеш бөлшектері, Жылу алмастырғыштар |
| Феррити | 800 - 900 ° C / 1472 - 1652 ° F | Жақсы масштабтауға төзімділік, Орташа ыстыққа төзімділік | Автомобиль шығаратын жүйелер |
| Мартентис | 650 - 700 ° C / 1202 - 1292 ° F | Жоғары беріктігі, тозуға төзімділік, Шектеулі тотығу | Жүздер, клапандар, біліктер |
| Жоғары легирленген | 1150 - 1200 ° C / 2102 - 2192 ° F | Ерекше тотығу және сульфидацияға төзімділік | Электр станциялары, Газды терудендіру |
| СуперАлларды | 1000 - 1150 ° C / 1832 - 2102 ° F | Жоғары температура мен агрессивті орталардан тұрады | Аэроғарыш, Ядролық реакторлар, газ турбиналары |
5. Қолданбаның максималды температурасына негізделген тот баспайтын болаттан қалай таңдау керек
Жоғары температуралы қолданбалар үшін тот баспайтын болаттан жасалған оң жаққа таңдау беріктікті қамтамасыз ету үшін өте маңызды, орындау, және экономикалық тиімділік.
Материал өзінің механикалық қасиеттері мен тотығуға төзімділігін сақтау кезінде тым ұзақ температураға төтеп бере алады, масштабтау, және.
Өтінім талаптарын түсіну
Тот баспайтын болаттан жасалған сорт, Өтінімнің нақты талаптарын бағалау қажет, сияқты:
- Жұмыс температурасының диапазоны: Максималды температураны анықтаңыз Материал жұмыс кезінде түсетін болады.
Мысалы, Егер материал 1000 ° C-қа дейін температурада кездесетін болса (1832° F), Сізге осы шарттарды ұзақ мерзімге өңдеуге қабілетті жылуға төзімді баға қажет еді. - Механикалық жүктеме: Материалға қолданылатын жүктемені қарастырыңыз.
Жоғары температурада жоғары механикалық жүктемелер сығып кетуі мүмкін (Уақыт өте келе деформация), Осындай қосымшалар үшін жоғары тереңдіктері бар материалдар қажет. - Тотығу кедергісі: Егер материал жоғары температурада оттегіне ұшыраса, Тотығу кедергісі сыни факторға айналады.
Жоғары хром құрамы материалдың қорғаныш оксид қабатын қалыптастыру және үстіңгі температурада тотығуды азайту үшін пайдалы. - Қоршаған орта шарттары: Қосымшаның ауада екендігін ескеріңіз, Химиялық орта, немесе басқарылатын атмосфера.
Агрессивті ортада қолданылатын тот баспайтын болаттар (мысалы, жоғары күкірт немесе хлор деңгейі) Коррозияға төзімділікті жақсарту үшін молибден сияқты қосымша элементтер қажет болуы мүмкін.
Жоғары температурада өнімділік бағалаңыз
Жоғары температурада, Тот баспайтын болаттан жасалған бірнеше қасиеттер әсер етеді:
- Тотығу кедергісі: Тот баспайтын болаттан қорғайтын оксид қабатын қалыптастыру мүмкіндігі жоғары - температуралы ортада өте маңызды.
Жоғары хромы бар бағалар (Остениттік және биік легірленген болаттар сияқты) тотығу кедергісі үшін қолайлы. - Тұрақты төзімділік: Материалдың жоғары температураға және стресстен ұзақ мерзімді әсерінен деформацияға қарсы тұруға қарсы тұру мүмкіндігі.
Жоғары молибден бар материалдар, вольфрам, немесе кобальт мөлшері көбінесе жоғарылатылған температурада олардың жоғары сапалы кедергісі үшін таңдалады. - Күшті сақтау: Тот баспайтын болаттар күш-қуатты жоғалтуы мүмкін, өйткені температура жоғарылайды.
Аустениттік болаттар әдетте мартентис немесе ферритикалық болаттармен салыстырғанда жоғары температурада механикалық қасиеттерін сақтап қалуда. - Жылу кеңеюі: Тот баспайтын болаттан жылытылған кезде кеңейеді.
Кейбір қосымшаларда, Жетілдірілген өзгерістердің төмендеуінің төмен коэффициенті бар бағаны таңдау қажет.
Ұзақ мерзімді ұзақ мерзімді және шығындарды қарау
Тот баспайтын болаттардың кейбір легірленген және суперальды болаттарымен жақсы ыстыққа төзімділік ұсынады, Олар да қымбатырақ.
Сондықтан, Құндылығы бар өнімділікті теңестіру қажет.
Ұсыну және коррозияға төзімділікті ұсынған кезде, ең көп жұмыс температурасына төтеп бере алатын бағаны таңдау көбінесе ауыстыру мен жөндеу қажеттілігін азайтуға көмектеседі.
Мысалы, 253МА сияқты легирленген бағалар өте жоғары температураға төзімділігі жоғары, Олар экстремалды жылуды тартпайтын қосымшалар үшін инженерленуі мүмкін.
Мұндай жағдайларда, Тағы бір экономикалық тиімді баға 310 шамадан тыс шығындарсыз қажетті жылу кедергісін ұсынуы мүмкін.
Экологиялық және қолданыстағы факторлар
- Ауа VS. Басқа орталар: Жоғарыда айтылғандай, Тот баспайтын болаттан температура шектері көбінесе инертті атмосфераларға қарағанда ауада аз болады.
Мысалы, Егер қосымша вакуумда немесе бақыланатын инертті газ ортасында болса, Материал әдетте жоғары температураларға шыдай алады. - Жылу велосипсі: Егер тот баспайтын болат бірнеше рет жылу және салқындату циклдары болса, Термиялық тұрақтылық маңызды факторға айналады.
Остениттік болаттар термиялық велосипедпен жақсы өнер көрсетуге бейім, Бірақ велосипедтің материалдың ұзақ мерзімді беріктікке әсерін қарастыру қажет.
6. Жоғары температурада қиындықтар мен шектеулер
Тотығу және масштабтау
Жоғары температурада, Тотығу үлкен алаңдаушылыққа айналады, Бұл материалды жіңішке және механикалық қасиеттердің азаюына әкелуі мүмкін.
Болаттан жасалған оксид қабаты оны бастапқыда қорғауы мүмкін, Бірақ жоғары жылудың ұзаққа созылуы масштабтауға әкелуі мүмкін, бұл болаттың тұтастығын анықтайды.
Тұрақты төзімділік
Крип баяу, Жоғары температурада тұрақты стресс жағдайында материалдың уақытқа тәуелді деформациясы.
Бұл өте маңызды қосымшаларда проблемалық болады, мысалы, турбиналық қозғалтқыштар немесе электр станциясының реакторлары,
мұнда материал ұзақ уақыт бойы жылу және механикалық күйзеліске ұшырайды.
Жылу кеңеюі
Жүйедегі материалдар арасындағы дифференциалды термиялық кеңеюі мүмкін немесе бұзылуға әкелуі мүмкін, әсіресе жоғары температуралы ортада.
Әр түрлі тарифтермен кеңейтетін материалдар буындар мен байланыстарға стрессті қоюы мүмкін, компоненттердің жалпы құрылымдық тұтастығына әсер етеді.
7. Өнеркәсіптегі өтінімдер
Аэроғарыш
Аэроғасатын қосымшаларда ыстыққа төзімді тот баспайтын болаттар өте маңызды, әсіресе турбиналық қозғалтқыштар үшін, Шығару жүйелері, және жылу қалқандары.
Бұл компоненттер қауіпсіздікті қамтамасыз ету кезінде жоғары температураға төтеп беруі керек, әсерлілік, және сенімділік.
Электр қуатын өндіру
Электр станцияларында, Тот баспайтын болат қазандықтарда қолданылады, реакторлар, және газ турбиналары, мұнда температура 1000 ° C-тан асуы мүмкін.
Бұл материалдар жабдықтың кеңейтілген және қауіпсіз жұмыс істейтініне кепілдік береді.
Автомобиль
Автомобиль өндірушілері Шығару жүйелері үшін тот баспайтын болаттан арқалармен сүйенеді, Turbowargers, және қозғалтқыш компоненттері.
Бұл материалдар көліктерге көмекші газдармен ауырады және қозғалтқыштың сыни бөліктерінің ұзақ өмір сүруіне кепілдік береді.
Химиялық өңдеу
Жылуға төзімді тот баспайтын болаттар химиялық реакторларда өте қажет, Жылу алмастырғыштар, және жоғары температуралы химиялық өсімдіктер.
Бұл материалдар төтенше жағдайларға төтеп беруі керек, Оның ішінде жоғары жылу, Коррозиялық орта, және қысым, Химиялық процестердің үздіксіз жұмысын қамтамасыз ету.
8. Қорытынды
Ыстыққа төзімді Тот баспайтын болаттар температураға төзімділігі мен материалдық тұрақтылығы бар салалар үшін өте маңызды.
Аэроғарышта қолданылған ба, Электр қуатын өндіру, автомобиль, немесе химиялық өңдеу, Бұл қорытпалар температурада теңдестірілмеген өнімділік береді.
Әр түрлі бағалар үшін максималды температураны түсіну және белгілі бір қажеттіліктер үшін тиісті материалды таңдау арқылы,
Салалар олардың компоненттерінің қауіпсіз және тиімді ортада тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Егер сіз жоғары сапалы ыстыққа төзімді болаттан жасалған бұйымдарды іздесеңіз, Дззаны таңдау - бұл сіздің өндірістік қажеттіліктеріңіз үшін тамаша шешім.
