Odlewy ze stali żaroodpornej to części odlewane z żaroodpornej stali stopowej jako surowca. W warunkach wysokiej temperatury stal o odporności na utlenianie, wystarczającej wytrzymałości na wysokie temperatury i dobrej odporności na ciepło nazywana jest stalą żaroodporną. Stal żaroodporną można podzielić na dwa rodzaje: stal żaroodporną i stal żaroodporną ze względu na jej właściwości. Stal antyutleniająca nazywana jest także stalą nieskórowaną. Stal żaroodporna odnosi się do stali, która ma dobrą odporność na utlenianie w wysokich temperaturach i wysoką wytrzymałość w wysokich temperaturach. W przypadku tego samego składu chemicznego stan odlany ma wyższą wytrzymałość cieplną niż stan walcowany. Odlewane części ze stali żaroodpornej zajmują dużą część w dziedzinie stali żaroodpornej.
Niektóre wysokostopowe stale żaroodporne są trudne w obróbce i odkształcaniu. Produkcja odlewów jest nie tylko bardziej opłacalna niż wyrobów walcowanych, ale także odlewy charakteryzują się większą wytrzymałością. Dlatego staliwo żaroodporne zajmuje znaczną część stali żaroodpornej. Oprócz odlewania w formach piaskowych można również zastosować techniki odlewania precyzyjnego, aby uzyskać produkty o gładkich powierzchniach i dokładnych wymiarach. Odlewanie odśrodkowe jest często stosowane w przypadku rur pieców wysokotemperaturowych do krakingu syntetycznego amoniaku i etylenu
Ze względu na strukturę metalograficzną w stanie znormalizowanym staliwo żaroodporne można podzielić na cztery kategorie: stal żaroodporna perlitowa, stal żaroodporna martenzytyczna, stal żaroodporna ferrytyczna i stal żaroodporna austenityczna.
1. Perlityczny żaroodporny odlew staliwny
Pierwiastkami stopowymi żaroodpornego staliwa perlitowego są głównie chrom i molibden, a łączna ilość na ogół nie przekracza 5%. Oprócz perlitu i ferrytu w jego strukturze występuje także bainit. Ten rodzaj stali ma dobrą wytrzymałość w wysokiej temperaturze i wydajność procesu w temperaturze 500-600 ℃. Są szeroko stosowane do wytwarzania części żaroodpornych poniżej 600℃, takich jak rury stalowe kotłów, wirniki turbin parowych, wirniki, elementy złączne, zbiorniki wysokociśnieniowe, rurociągi itp. Typowe gatunki to: 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12Cr2MoWVTiB, 10Cr2Mo1 , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV, itp.
Obróbka cieplna odlewów ze stali żaroodpornej perlitowej jest głównie normalizowana lub hartowana i odpuszczana w celu uzyskania stabilnej struktury, dobrych kompleksowych właściwości mechanicznych i wymaganej wytrzymałości w warunkach wysokiej temperatury.
2. Staliwo martenzytyczne żaroodporne
Zawartość chromu w martenzytycznym staliwie żaroodpornym wynosi na ogół 7-13%. Ma wyższą wytrzymałość na wysoką temperaturę, odporność na utlenianie i odporność na korozję pary wodnej poniżej 650 ℃, ale jego spawalność jest słaba. 1Cr13, 2Cr13 zawierające około 12% chromu oraz opracowane na ich bazie gatunki stali takie jak 1Cr11MoV, 1Cr12WMoV, 2Cr12WMoNbVB i inne stopy są zwykle stosowane do produkcji łopatek, tarcz, wałów, elementów złącznych turbin parowych itp. Ponadto 4Cr9Si2, 4Cr10Si2Mo, itp. używane w do produkcji zaworów wydechowych do silników spalinowych wykonujemy również stale żaroodporne martenzytyczne.
Typowym procesem obróbki cieplnej odlewów ze stali żaroodpornej martenzytycznej jest normalizowanie + odpuszczanie.
3. Staliwo ferrytyczne żaroodporne
Ferrytyczna stal żaroodporna zawiera więcej chromu, aluminium, krzemu i innych pierwiastków, tworząc jednofazową strukturę ferrytową, która ma dobrą odporność na utlenianie i odporność na korozję gazową w wysokiej temperaturze, ale ich wytrzymałość w wysokiej temperaturze jest niska w temperaturze pokojowej. Kruchość jest większa, a spawalność słaba. Takie jak 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2 itp. Ferrytyczne, żaroodporne staliwo jest powszechnie stosowane do wytwarzania części wytrzymujących małe obciążenia i wymagających odporności na utlenianie w wysokiej temperaturze.
Obróbka cieplna odlewów ze stali żaroodpornej ferrytycznej zazwyczaj polega na wyżarzaniu w celu złagodzenia naprężeń, a następnie szybkim chłodzeniu (w celu szybkiego przejścia przez strefę kruchości 400-500 ℃).
4. Staliwo austenityczne żaroodporne
Austenityczna żaroodporna stal lana zawiera więcej pierwiastków tworzących austenit, takich jak nikiel, mangan, azot itp., W temperaturach powyżej 600 ° C, ma dobrą wytrzymałość w wysokich temperaturach i stabilność strukturalną oraz dobre właściwości spawalnicze. Zwykle używany jako materiał żaroodporny, który działa w temperaturach powyżej 600°C. Typowe gatunki to 1Cr18Ni9Ti (321), 1Cr23Ni13 (309), 0Cr25Ni20 (310S), 1Cr25Ni20Si2 (314), 2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4Cr14Ni14W2Mo itp.
Austenityczną stal przeciwutleniającą można poddać obróbce cieplnej w wysokiej temperaturze w celu uzyskania dobrego odkształcenia na zimno. Austenityczną stal wysokowytrzymałą najpierw poddaje się obróbce roztworem w wysokiej temperaturze, a następnie obróbkę starzeniową przeprowadza się w temperaturze o 60-100 ℃ wyższej niż temperatura użytkowania, aby ustabilizować strukturę i wytrącić drugą fazę w celu wzmocnienia osnowy.
Zastosowania żaroodpornych odlewów stalowych
Stal żaroodporna jest często wykorzystywana do produkcji części i komponentów pracujących w wysokich temperaturach w sektorach przemysłowych, takich jak kotły, turbiny parowe, maszyny energetyczne, piece przemysłowe oraz przemysł lotniczy i petrochemiczny. Oprócz wytrzymałości w wysokiej temperaturze oraz odporności na utlenianie i korozję w wysokiej temperaturze, części te wymagają również wystarczającej wytrzymałości, dobrej urabialności i spawalności oraz pewnego stopnia stabilności strukturalnej w zależności od różnych zastosowań.
Niektóre gatunki żaroodpornej stali stopowej i ich zastosowania | |
| Stopień stali | Temperatura robocza i zastosowania |
| 00Cr12 | Temperatura antyutleniania 600 ~ 700 ℃, stosowana jako korpus zaworu wysokotemperaturowego, wysokociśnieniowego, palnik |
| 0Cr13Al | Obowiązujący zakres temperatur 700 ~ 800 ℃, łopatka sprężarki turbiny gazowej |
| 1Kr17 | Antyutlenianie w temperaturach poniżej 900℃, stosowane jako części wysokotemperaturowe i dysze do pieców |
| 1Kr12 | Odporność na utlenianie i wysoka wytrzymałość na wysoką temperaturę w zakresie temperatur 600 ~ 700 ℃ i stosowana do wysokotemperaturowych części łopatek turbin parowych, dysz i zaworów palników kotłów. |
| 1Kr13 | Temperatura odporności na utlenianie wynosi 700 ~ 800 ℃, a jej zastosowanie jest takie samo jak w przypadku stali 1Cr12 |
| 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti | Temperatura antyutleniania poniżej 870 ℃, może być stosowana jako rura powierzchni grzewczej kotła, części pieca grzewczego, wymiennik ciepła, piec muflowy, konwerter, dysza |
| 0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb | Jest odporny na korozję wysokotemperaturową i utlenianie w zakresie temperatur 400 ~ 900 ℃ i może być stosowany do łączników rurowych, których temperatura robocza jest niższa niż 850 ℃ |
| 0Cr23Ni13 | Temperatura antyutleniania do 980 ℃, stosowana do rury płomieniowej palnika, łopatki turbiny parowej, korpusu pieca grzewczego, urządzenia do konwersji metanu, urządzenia do separacji wysokotemperaturowej |
| 0Cr25Ni20 | Temperatura antyutleniania do 1035 ℃, stosowana do ogrzewania części pieca; części układu przesyłu gazu o temperaturze roboczej poniżej 950 ℃ |
| 0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2 | Temperatura antyutleniania nie jest niższa niż 870 ℃, temperatura robocza wynosi 600 ~ 750 ℃, rury wymienników ciepła i armatura pieców dla przemysłu chemicznego i rafinacji ropy naftowej. |
| 0Cr17Ni7Al | Części nośne o wysokiej temperaturze i temperaturze roboczej poniżej 550 ℃ |
Czas publikacji: 10 września 2021 r