יציקות פלדה עמידות בחום וטיפול בחום שלהן

יציקות פלדה עמידות בחום הן חלקים יצוקים מפלדת סגסוגת עמידה בחום כחומרי גלם.בתנאי טמפרטורה גבוהים, פלדה בעלת עמידות חמצון, חוזק מספיק בטמפרטורה גבוהה ועמידות בחום טובה נקראת פלדה עמידה בחום.ניתן לחלק פלדה עמידה בחום לשני סוגים: פלדה עמידה בחמצון ופלדה עמידה בחום לפי תכונותיה.פלדה נגד חמצון מכונה גם פלדה ללא עור.פלדה בעלת חוזק חם מתייחסת לפלדה בעלת עמידות טובה לחמצון בטמפרטורות גבוהות וחוזק בטמפרטורה גבוהה.במקרה של אותו הרכב כימי, למצב היצוק יש חוזק תרמי גבוה יותר מהמצב המגולגל.חלקי פלדה יצוקים עמידים בחום תופסים חלק גדול בתחום הפלדה עמידה בחום.

חלק מהפלדות העמידות בחום מסגסוגת גבוהה קשות לעיבוד ועיוות.ייצור היציקות אינו רק חסכוני יותר ממוצרים מגולגלים, אלא שגם ליציקות יש חוזק סיבולת גבוה יותר.לכן, פלדה יצוקה עמידה בחום תופסת חלק ניכר מפלדה עמידה בחום.בנוסף ליציקת חול, ניתן להשתמש בטכניקות יציקה מדויקת גם לקבלת מוצרים בעלי משטחים חלקים ומידות מדויקות.יציקה צנטריפוגלי משמשת לעתים קרובות עבור צינורות תנורים בטמפרטורה גבוהה לפיצוח של אמוניה סינתטית ואתילן

על פי המבנה המטאלוגרפי במצב מנורמל, ניתן לחלק פלדה יצוקה עמידה בחום לארבע קטגוריות: פלדה עמידה בחום פרלייט, פלדה עמידה בחום מרטנסיטית, פלדה עמידה בחום פריטית ופלדה עמידה בחום אוסטניטית.

 

1. פלדה יצוקה עמידה בחום פרליטית

אלמנטי הסגסוג של פלדה יצוקה עמידה בחום פרלייט הם בעיקר כרום ומוליבדן, והכמות הכוללת בדרך כלל אינה עולה על 5%.בנוסף לפרליט ולפריט, יש במבנה שלו גם בייניט.לסוג זה של פלדה יש ​​חוזק טוב בטמפרטורה גבוהה וביצועי תהליך ב-500-600 ℃.הם נמצאים בשימוש נרחב לייצור חלקים עמידים בחום מתחת ל-600℃, כגון צינורות פלדה לדוד, אימפלרים של טורבינת קיטור, רוטורים, מחברים, מכלי לחץ גבוה, צינורות וכו'. ציונים אופייניים הם: 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12Cr2MoWVCr2, , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV וכו'.

הטיפול בחום של יציקות פלדה עמידות בחום פרלייט מנורמל או מרווה ומחוסם על מנת לקבל מבנה יציב, תכונות מכניות מקיפות טובות וחוזק נדרש בתנאי טמפרטורה גבוהים.

 

2. פלדה יצוקה עמידה בחום מרטנסיטית

תכולת הכרום של פלדה יצוקה עמידה בחום מרטנסיטית היא בדרך כלל 7-13%.יש לו חוזק גבוה יותר בטמפרטורה גבוהה, עמידות חמצון ועמידות בפני קורוזיה באדי מים מתחת ל-650 ℃, אך יכולת הריתוך שלו גרועה.1Cr13, 2Cr13 המכילים כ-12% כרום, וציוני פלדה שפותחו על בסיס זה כמו 1Cr11MoV, 1Cr12WMoV, 2Cr12WMoNbVB וסגסוגות אחרות משמשות בדרך כלל לייצור להבי טורבינת קיטור, דיסקים, פירים, 9r,4C, ועוד, 4Cr,4C. וכו' המשמשים בייצור שסתומי פליטה למנועי בעירה פנימית הן גם פלדות עמידות בחום מרטנסיטיות.

תהליך טיפול החום הנפוץ ליציקות פלדה עמידות בחום מרטנסיטי הוא נורמליזציה + חיסום.

 

3. פלדה יצוקה פריטית עמידה בחום

פלדה יצוקה עמידה בחום פריטית מכילה יותר כרום, אלומיניום, סיליקון ואלמנטים אחרים, ויוצרות מבנה פריט חד פאזי, בעל עמידות טובה לחמצון ועמידות בפני קורוזיה של גזים בטמפרטורה גבוהה, אך חוזקם בטמפרטורה גבוהה נמוך, בטמפרטורת החדר השבריריות גדול יותר ויכולת הריתוך גרועה.כגון 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2 וכו'. פלדה יצוקה עמידה בחום פריטית משמשת בדרך כלל לייצור חלקים הנושאים עומס נמוך ודורשים עמידות לחמצון בטמפרטורה גבוהה.

טיפול החום של יציקות פלדה עמידות בחום פריטי מאמץ בדרך כלל חישול על מנת להקל על הלחץ, ולאחר מכן קירור מהיר (על מנת לעבור במהירות דרך האזור השביר של 400-500 ℃).

 

4. פלדה יצוקה אוסטינית עמידה בחום

פלדה יצוקה עמידה בחום אוסטניטית מכילה יותר אלמנטים יוצרי אוסטניט כמו ניקל, מנגן, חנקן וכו', בטמפרטורות מעל 600 מעלות צלזיוס, יש לה חוזק טוב בטמפרטורה גבוהה ויציבות מבנית, וביצועי ריתוך טובים.משמש בדרך כלל כחומר בעל חוזק חום הפועל מעל 600 מעלות צלזיוס.ציונים אופייניים הם 1Cr18Ni9Ti (321), 1Cr23Ni13 (309), 0Cr25Ni20 (310S), 1Cr25Ni20Si2 (314), 2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4Cr14Ni2W וכו'.

ניתן לטפל בפלדה נוגדת חמצון אוסטניטית בטיפול בחום בתמיסה בטמפרטורה גבוהה כדי להשיג עיוות קר טוב.פלדה בעלת חוזק חם אוסטניטית מטופלת תחילה בטיפול בתמיסה בטמפרטורה גבוהה, ולאחר מכן טיפול ההזדקנות מתבצע ב-60-100 מעלות צלזיוס גבוה יותר מטמפרטורת השימוש כדי לייצב את המבנה ולזרז את השלב השני לחיזוק המטריצה.

 

שימושים ביציקות פלדה עמידות בחום

פלדה עמידה בחום משמשת לעתים קרובות לייצור חלקים ורכיבים הפועלים בטמפרטורות גבוהות במגזרים תעשייתיים כגון דוודים, טורבינות קיטור, מכונות חשמל, תנורים תעשייתיים ותעשיות תעופה ופטרוכימיה.בנוסף לחוזק בטמפרטורות גבוהות ועמידות בחמצון בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה, חלקים אלו דורשים גם קשיחות מספקת, יכולת עבידה וריתוך טובים ומדידה מסוימת של יציבות מבנית לפי שימושים שונים.

 

כמה דרגות של פלדת סגסוגת עמידה בחום ויישומיהן
כיתה פלדה	טמפרטורת עבודה ויישומים
00Cr12	טמפרטורת אנטי חמצון 600 ~ 700 ℃, משמשת כטמפרטורה גבוהה, גוף שסתום בלחץ גבוה, מבער
0Cr13Al	טווח טמפרטורות ישים 700 ~ 800 ℃, להב מדחס טורבינת גז
1Cr17	אנטי חמצון בטמפרטורות מתחת ל-900 מעלות צלזיוס, משמש כחלקים וחרירים בטמפרטורה גבוהה עבור תנורים
1Cr12	עמידות לחמצון וחוזק טמפרטורות גבוהות בטווח הטמפרטורות של 600 ~ 700 ℃ ומשמשים לחלקים בטמפרטורה גבוהה של להבי טורבינת קיטור, חרירים ושסתומי מבערים בדוד.
1Cr13	טמפרטורת עמידות החמצון היא 700 ~ 800 ℃, והשימוש בה זהה לזה של פלדה 1Cr12
0Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti	טמפרטורת אנטי חמצון מתחת ל-870 ℃, יכולה לשמש כצינור משטח לחימום הדוד, חלקי תנור חימום, מחליף חום, תנור מופלה, ממיר, זרבובית
0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb	הוא עמיד בפני קורוזיה וחמצון בטמפרטורה גבוהה בטווח הטמפרטורות של 400 ~ 900 ℃, וניתן להשתמש בו עבור אביזרי צנרת שטמפרטורת העבודה שלהם מתחת ל 850 ℃
0Cr23Ni13	טמפרטורת אנטי חמצון עד 980℃, משמשת לצינור כיבוי מבער, להב טורבינת קיטור, גוף תנור חימום, מכשיר להמרת מתאן, מכשיר הפרדה בטמפרטורה גבוהה
0Cr25Ni20	טמפרטורת נוגדת חמצון עד 1035℃, משמשת לחימום חלקי תנור;חלקי מערכת העברת גז עם טמפרטורת עבודה מתחת ל-950℃
0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2	טמפרטורת אנטי חמצון אינה נמוכה מ-870 ℃, טמפרטורת העבודה היא 600 ~ 750 ℃, צינורות מחליף החום ואביזרי הכבשן לתעשייה כימית וזיקוק נפט.
0Cr17Ni7Al	חלקים נושאי עומס בטמפרטורה גבוהה עם טמפרטורת עבודה מתחת ל-550 ℃