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 zazwyczaj 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. stosowane do produkcji zaworów wydechowych do silników spalinowych to także stale martenzytyczne żaroodporne.
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. Ferrytyczna, żaroodporna stal jest powszechnie stosowana 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 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