Tahan panas aloi. keluli khas dan aloi. Pengeluaran dan penggunaan aloi tahan panas

industri moden tidak boleh dibayangkan tanpa bahan seperti keluli. Dengan itu, kita berhadapan hampir setiap selekoh. Oleh pengenalan ke dalam struktur pelbagai elemen kimia ketara boleh meningkatkan sifat-sifat mekanikal dan prestasi.

Apa yang keluli

Keluli dipanggil aloi yang terdiri daripada karbon dan besi. Juga, seperti aloi (photo dilupuskan di bawah) boleh mempunyai unsur-unsur cemar kimia lain.

Beberapa negeri struktur yang berbeza. Jika kandungan karbon terletak 0,025-0,8%, data yang dikenali sebagai keluli pro-eutektoid dan mempunyai dalam perlite struktur dan ferrite mereka. Jika keluli hipereutektoid, ia adalah mungkin untuk memerhatikan pearlit dan fasa simentit. Satu ciri struktur ferit adalah kemuluran besar. Simentit juga mempunyai kekerasan yang besar. Perlite membentuk kedua-dua fasa sebelumnya. Ia boleh mempunyai bentuk berbutir (dengan kemasukan bijirin ferit disusun simentit yang mempunyai bentuk bulat) dan pinggan (kedua-dua fasa mempunyai bentuk plat). Jika keluli dipanaskan atas suhu pada mana polimorf berlaku, maka perubahan struktur kepada austenit. Fasa ini mempunyai kemuluran yang tinggi. Jika kandungan karbon melebihi 2.14%, bahan-bahan dan aloi itu dipanggil besi.

jenis keluli

Bergantung kepada komposisi keluli yang berkenaan keluli karbon dan aloi. kandungan karbon kurang daripada 0.25% menyifatkan keluli rendah karbon. Jika jumlah yang mencapai 0.55%, maka kita boleh bercakap tentang sederhana aloi. Keluli, yang mempunyai komposisi yang lebih daripada 0.6% karbon, yang dipanggil karbon tinggi. Jika yang dihasilkan sebagai fusion, teknologi yang melibatkan pengenalan unsur-unsur kimia tertentu, keluli aloi ini dipanggil. Pengenalan pelbagai komponen semakin berubah sifat-sifatnya. Jika jumlah mereka adalah kurang daripada 4%, aloi rendah aloi. Srednelegirovannoj dan keluli aloi tinggi mempunyai masing-masing kepada 11% dan lebih daripada 12% kekotoran. Bergantung kepada di mana dalam bidang aloi keluli yang digunakan, mereka memperuntukkan jenis seperti: instrumental, keluli struktur dan khas dan aloi.

teknologi pembuatan

keluli proses membuat agak memakan masa. Ia termasuk beberapa peringkat. Pertama sekali, anda perlu bahan-bahan mentah - bijih besi. Peringkat pertama terdiri daripada pemanas kepada suhu tertentu. Apabila ini berlaku proses oksidatif. Dalam langkah kedua suhu menjadi lebih tinggi. proses pengoksidaan karbon adalah lebih sengit. Mungkin tambahan pengayaan oksigen aloi. kekotoran yang tidak diingini dikeluarkan untuk sanga. Langkah seterusnya ditujukan kepada penghapusan oksigen daripada keluli kerana ia ketara mengurangkan sifat-sifat mekanikal. penyebaran ini boleh dijalankan atau kaedah precipitating. Jika proses deoxidation tidak berlaku, keluli yang terhasil dipanggil mendidih. aloi tenang tidak mengeluarkan gas, oksigen dikeluarkan sepenuhnya. Di antara separa terbunuh keluli. Pengeluaran aloi besi berlaku pada perdiangan, relau induksi, oksigen asas relau.

pengaloian daripada keluli

Dalam usaha untuk mendapatkan ciri-ciri tertentu keluli, komposisi ditadbir bahan dop khas. Kelebihan utama seperti aloi bertambah baik rintangan kepada ubah bentuk pelbagai, komponen dipercayai dan anggota struktur lain meningkat dengan ketara. Pelindapkejutan mengurangkan peratusan retak dan kecacatan lain. Selalunya, apa-apa kaedah tepu digunakan elemen yang berbeza untuk memberikan rintangan kepada kakisan kimia. Tetapi terdapat beberapa kelemahan. Mereka memerlukan pemprosesan tambahan, kebarangkalian yang tinggi untuk berlakunya retak garis rambut. Di samping itu, ia meningkatkan kos bahan. Unsur-unsur pengaloian yang paling biasa - kromium, nikel, tungsten, molibdenum dan kobalt. bidang mereka permohonan adalah agak tinggi. kejuruteraan ini, dan pengeluaran butiran saluran paip, loji kuasa, kapal terbang dan banyak lagi.

Konsep rintangan haba dan rintangan haba

Rintangan haba jangka yang dimaksudkan keupayaan logam atau aloi untuk mengekalkan semua ciri-ciri apabila beroperasi pada suhu yang tinggi. Dalam persekitaran sedemikian ia sering diperhatikan kakisan gas. Oleh itu, bahan mesti mempunyai ketahanan terhadap tindakannya, iaitu untuk menjadi tahan panas. Oleh itu, ciri-ciri aloi digunakan dalam suhu yang besar harus merangkumi kedua-dua konsep ini. Hanya jika keluli itu memberi hayat perkhidmatan yang diperlukan untuk bahagian, alat dan unsur-unsur struktur yang lain.

Ciri-ciri keluli tahan panas

Dalam kes-kes di mana suhu mencapai nilai yang tinggi, ia memerlukan penggunaan aloi yang tidak akan runtuh dan menentang perubahan bentuk. Dalam kes ini, yang aloi tahan panas. Suhu operasi untuk bahan-bahan tersebut - di atas 500 ° C. Satu perkara penting yang mencirikan keluli yang sama had ketahanan tinggi, keplastikan, yang dikekalkan untuk masa yang lama serta rintangan kelonggaran. Terdapat beberapa komponen mampu ketara meningkatkan rintangan kepada suhu yang tinggi: kobalt, tungsten, molibdenum. Dan komponen wajib adalah kromium. Dia tidak begitu banyak memberi kesan kepada kekuatan, ia meningkatkan rintangan untuk mendaki. Chrome juga menghalang proses hakisan. Satu lagi ciri penting dalam aloi jenis ini - rayap yang perlahan.

Pengelasan haba keluli tahan struktur

Tahan panas dan tahan panas aloi adalah kelas ferit, martensit, austenit dan struktur feritno martensit. Yang pertama terdiri daripada kira-kira 30% kromium. Selepas rawatan khas menjadi struktur bijian halus. Jika suhu pemanasan melebihi 850ºS, kenaikan bijirin, dan bahan-bahan tahan panas seperti menjadi rapuh. gred martensit dicirikan oleh kandungan kromium daripada 4% kepada 12%. Nikel juga boleh hadir dalam jumlah yang kecil, tungsten dan unsur-unsur lain. Daripada mereka menghasilkan bahagian-bahagian turbin, injap di dalam kenderaan itu. Keluli yang mempunyai dalam struktur yang martensit dan ferit, sesuai untuk operasi pada suhu yang tinggi yang berterusan dan operasi jangka panjang. Kandungan kromium mencapai 14%. Austenit diperolehi dengan memperkenalkan haba aloi nikel tahan. Keluli dengan struktur yang sama mempunyai banyak jenama.

aloi nikel berasaskan

Nikel mempunyai beberapa ciri-ciri berguna. Beliau mempunyai kesan positif ke atas di mesin keluli (panas dan sejuk). Jika barang atau alat yang direka untuk bekerja dalam persekitaran yang keras, yang doping unsur ini ketara meningkatkan rintangan kakisan. bahan nikel-asas tahan panas dipisahkan kepada kumpulan-kumpulan berikut: tahan haba dan tahan haba sendiri. Yang terakhir ini juga perlu mempunyai ciri-ciri tahan haba minimum. operasi suhu mencapai 1200 ° C. Selain itu ditadbir kromium atau titanium. Bersifat, keluli aloi dengan nikel, mempunyai sejumlah kecil kekotoran seperti barium, magnesium, boron, oleh itu, lebih sempadan bijian akan semakin kuat. Superalloys jenis ini boleh didapati dalam bentuk palsu, dilancarkan. Ia juga mungkin butiran surut. Kawasan utama permohonan - elemen pembuatan turbin gas. Tahan panas aloi nikel-asas mempunyai komposisi dan sehingga 30% kromium. Ia agak baik untuk stamping, kimpalan. Di samping itu, rintangan bersisik adalah tinggi. Ini menjadikan ia mungkin untuk menggunakan mereka dalam sistem talian paip gas.

Haba menentang keluli, aloi titanium

Titanium diperkenalkan dalam jumlah yang kecil (0.3%). Dalam kes ini ia meningkatkan kekuatan aloi. Jika kandungannya adalah lebih tinggi, beberapa merosot sifat mekanik (kekerasan, kekuatan). Tetapi keplastikan meningkat. Ini memudahkan pemprosesan keluli. Apabila diberikan titanium bersama-sama dengan lain-lain komponen ketara boleh meningkatkan ciri-ciri suhu tinggi. Jika terdapat keperluan untuk bekerja dalam persekitaran yang bermusuhan (terutama dalam kes apabila pembinaan melibatkan kimpalan), unsur pengaloian kimia data diperlukan.

aloi kobalt

Satu jumlah yang besar kobalt (sehingga 80%) digunakan untuk menghasilkan bahan-bahan seperti superalloys dan haba aloi tahan, kerana ia jarang digunakan dalam bentuk tulen. pentadbirannya meningkatkan kemuluran serta rintangan di bawah suhu yang tinggi. Dan yang lebih tinggi itu, semakin tinggi jumlah kobalt diperbadankan di aloi. Sebahagian setem kandungan mencecah 30%. Satu lagi ciri ciri keluli ini - peningkatan sifat-sifat magnet. Walau bagaimanapun, disebabkan kos yang tinggi kobalt, penggunaannya adalah agak terhad.

Pengaruh molibdenum pada superalloys

unsur kimia aktif ketara memberi kesan kepada kekuatan bahan pada suhu tinggi. Terutamanya berkesan adalah penggunaannya bersama-sama dengan unsur-unsur lain. Ia dengan ketara meningkatkan kekerasan keluli (sudah pada kandungan 0.3%). kekuatan tegangan juga meningkat. Satu lagi ciri positif yang mempunyai superalloys didopkan molibdenum - tahap yang lebih tinggi rintangan kepada proses oksidatif. Molybdenum menyumbang kepada penghalusan bijian. kelemahan adalah kesukaran kimpalan.

keluli khas yang lain dan aloi

Untuk melaksanakan tugas-tugas tertentu memerlukan bahan-bahan yang mempunyai ciri-ciri tertentu. Oleh itu, kita boleh bercakap tentang penggunaan aloi khas, yang boleh menjadi kedua-dua alloyed dan karbon. Set akhir ciri-ciri yang dikehendaki dicapai disebabkan oleh hakikat bahawa pembuatan aloi dan pemprosesan mereka adalah teknologi khas. Lain aloi khas dan keluli dibahagikan kepada struktur dan instrumental. Antara masalah utama untuk jenis bahan-bahan adalah seperti berikut: rintangan kakisan dan memakai proses, keupayaan untuk bekerja dalam persekitaran yang bermusuhan, peningkatan ciri-ciri mekanikal. Dalam kategori ini adalah keluli tahan panas dan aloi dengan suhu kerja yang tinggi dan keluli kriogenik yang boleh bertahan sehingga -296ºS.

keluli alat

Untuk pembuatan alat yang digunakan dalam pembuatan keluli alat khas. Kerana kenyataan bahawa keadaan kerja bahan yang berbeza juga dipilih secara individu. Sejak instrumen agak keperluan yang tinggi, dan ciri-ciri aloi untuk pengeluaran mereka mengikut kesesuaian: mereka mesti bebas dari kekotoran luaran, Kemasukan proses deoxidation baik dijalankan, dan struktur yang homogen. Untuk mengukur instrumen ia adalah penting untuk mempunyai prestasi yang stabil dan tahan digunakan. Bercakap peralatan memotong, bahawa mereka beroperasi pada suhu tinggi (pemanasan tepi berlaku), geseran berterusan dan ubah bentuk. Oleh itu, bagi mereka ia adalah sangat penting untuk mengekalkan kekerasan utama apabila dipanaskan. Satu lagi jenis keluli alat - berkelajuan tinggi. Pada asasnya, ia dialoikan dengan tungsten. Kekerasan dikekalkan pada suhu kira-kira 600 ° C. Ada juga mati keluli. Ia direka untuk ubah bentuk kedua-dua panas dan sejuk.

Skop aloi tujuan khas

Industri-industri yang menggunakan aloi dengan ciri-ciri khas yang ditubuhkan. Kerana kualiti unggul, mereka sangat diperlukan di dalam bidang kejuruteraan, pembinaan, industri petroleum. Tahan panas dan tahan panas aloi digunakan dalam pembuatan komponen turbin, bahagian-bahagian untuk kereta. Keluli yang mempunyai ciri-ciri anticorrosive tinggi, sangat diperlukan untuk pengeluaran paip, carburetors jarum, cakera, pelbagai elemen industri kimia. Rel untuk kereta api, baldi, pengangkutan caterpillar - asas untuk semua ini adalah keluli tahan haus. Dalam pengeluaran besar-besaran bolt, skru dan barangan sama digunakan aloi bergerak secara automatik. Mata air mestilah cukup anjal dan tahan lama. Oleh itu, bahan untuk mereka adalah keluli musim bunga. Dalam usaha untuk meningkatkan kualiti ini ia perlu dialoikan dengan kromium, molibdenum. Semua aloi khas dan keluli dengan satu set ciri-ciri tertentu boleh mengurangkan kos bahagian-bahagian di mana sebelum ini digunakan logam bukan ferus.