Ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα. Ειδικοί χάλυβες και κράματα. Παραγωγή και χρήση των ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα

Η σύγχρονη βιομηχανία δεν μπορεί να φανταστεί χωρίς ένα υλικό όπως ο χάλυβας. Με αυτό, βρισκόμαστε αντιμέτωποι σχεδόν σε κάθε στροφή. Με την εισαγωγή στη δομή του διάφορα χημικά στοιχεία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις μηχανικές και τις επιδόσεις ιδιότητες.

Τι είναι το χάλυβα

Steel ονομάζεται κράμα που αποτελείται από άνθρακα και σιδήρου. Επίσης, μια τέτοια κράμα (φωτογραφία τοποθετημένη κάτω) μπορούν να έχουν άλλα ακαθαρσία χημικά στοιχεία.

Αρκετές διακριτές δομικές καταστάσεις. Αν η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι μέσα 0,025-0,8%, τα δεδομένα που ονομάζεται προ-ευτηκτικός χάλυβα και να έχουν στη δομή περλίτη και φερρίτη τους. Αν υπερευτηκτοειδή χάλυβα, είναι δυνατό να παρατηρηθεί η περλίτη και cementite φάση. Ένα χαρακτηριστικό της φερρίτη δομή είναι μεγάλη ολκιμότητα. Cementite έχει επίσης μια σημαντική σκληρότητα. Περλίτης σχηματίζουν τόσο της προηγούμενης φάσης. Μπορεί να έχει ένα κοκκώδες σχήμα (με ενσωμάτωση των κόκκων του φερρίτη είναι διατεταγμένα cementite οποία έχουν ένα κυκλικό σχήμα) και μία πλάκα (και οι δύο φάσεις έχουν τη μορφή πλακών). Αν ο χάλυβας θερμαίνεται πάνω από τη θερμοκρασία στην οποία λαμβάνουν χώρα οι πολύμορφα, τότε οι αλλαγές δομής σε ωστενίτη. Αυτή η φάση έχει υψηλή ολκιμότητα. Εάν η περιεκτικότητα σε άνθρακα υπερβαίνει το 2,14%, τέτοια υλικά και κράματα ονομάζονται σιδήρου.

τύπους χάλυβα

Ανάλογα με τη σύνθεση του χάλυβα μπορεί να είναι ανθρακούχο χάλυβα και κράμα. περιεκτικότητα άνθρακα μικρότερη από 0,25% χαρακτηρίζει το χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Εάν το ποσό φθάνει 0,55%, τότε μπορούμε να μιλήσουμε για το μέσο-κράμα. Χάλυβα, η οποία έχει στη σύνθεση του περισσότερο από 0,6% άνθρακα, που ονομάζεται υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Αν αυτό παράγεται ως σύντηξη, η τεχνολογία περιλαμβάνει την εισαγωγή συγκεκριμένων χημικών στοιχείων, αυτό το κράμα χάλυβα που ονομάζεται. Η εισαγωγή των διαφόρων συστατικών αλλάζει σημαντικά τις ιδιότητές του. Εάν το ύψος τους είναι μικρότερο από 4%, η χαμηλού κράματος αλουμινίου. Srednelegirovannoj και υψηλής κράμα χάλυβα έχει αντίστοιχα σε 11% και άνω του 12% ακαθαρσίες. Ανάλογα με το πού στον τομέα των κραμάτων χάλυβα που χρησιμοποιούνται, θα διαθέσουν τέτοιους τύπους: instrumental, διαρθρωτικές και ειδικούς χάλυβες και κράματα.

τεχνολογία κατασκευής

χαλυβουργικό τομέα είναι αρκετά χρονοβόρα. Περιλαμβάνει διάφορα στάδια. Πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να έχετε πρώτων υλών - μεταλλεύματος σιδήρου. Το πρώτο στάδιο περιλαμβάνει θέρμανση σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Όταν αυτό συμβαίνει οξειδωτικές διαδικασίες. Στο δεύτερο στάδιο, η θερμοκρασία γίνεται πολύ υψηλότερη. διεργασίες οξείδωσης του άνθρακα είναι πιο έντονη. Πιθανές πρόσθετες εμπλουτισμός σε οξυγόνο του κράματος. Οι ανεπιθύμητες ακαθαρσίες απομακρύνονται με την σκωρία. Το επόμενο βήμα κατευθύνεται στην απομάκρυνση του οξυγόνου από χάλυβα επειδή μειώνει σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες. Αυτή η διάχυση μπορεί να πραγματοποιηθεί ή μεθόδου καταβύθισης. Εάν δεν συμβεί διαδικασία αποξείδωση, το προκύπτον χάλυβας ονομάζεται βρασμού. Ήσυχο κράμα δεν εκπέμπει αέρια, οξυγόνο αφαιρείται εντελώς. Στο μεταξύ είναι ημικαθησυχασμένου χάλυβα. Παραγωγή κραμάτων σιδήρου λαμβάνει χώρα στην καρδιά, κάμινοι επαγωγή, κάμινος βασικού οξυγόνου.

κράματος χάλυβα

Με σκοπό την απόκτηση ορισμένων ιδιοτήτων του χάλυβα, η σύνθεσή του χορηγείται ειδική πρόσμεικτα. Τα κύρια πλεονεκτήματα ενός τέτοιου κράματος βελτιώνεται αντίσταση σε διάφορους παραμορφώσεις, αξιόπιστα εξαρτήματα και άλλα δομικά στοιχεία αυξάνεται σημαντικά. Σβέσης μειώνει το ποσοστό των ρωγμών και άλλα ελαττώματα. Συχνά, μία τέτοια μέθοδος του κορεσμού χρησιμοποιούνται διαφορετικά στοιχεία για να προσδώσουν αντίσταση στη χημική διάβρωση. Αλλά υπάρχουν και ορισμένα μειονεκτήματα. Απαιτούν επιπλέον επεξεργασία, μια υψηλή πιθανότητα εμφάνισης τριχοειδείς ρωγμές. Επιπλέον, αυτό αυξάνει το κόστος του υλικού. Τα πιο κοινά στοιχεία κράματος - χρώμιο, νικέλιο, βολφράμιο, το μολυβδαίνιο και το κοβάλτιο. το πεδίο εφαρμογής τους είναι αρκετά υψηλό. Αυτή η μηχανική και κατασκευή εξαρτημάτων σωληνώσεων, σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, αεροσκάφη και άλλα.

Η έννοια της αντοχής στη θερμότητα και αντοχή στη θερμότητα

Η αντίσταση όρος θερμότητα εννοείται η ικανότητα του μετάλλου ή του κράματος να διατηρήσει όλα τα χαρακτηριστικά του, όταν λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Σε ένα τέτοιο περιβάλλον είναι συχνά παρατηρείται διάβρωση αερίου. Ως εκ τούτου, το υλικό πρέπει να διαθέτει αντίσταση στη δράση της, δηλαδή να είναι ανθεκτικά στη θερμότητα. Έτσι, τα χαρακτηριστικά των κραμάτων που χρησιμοποιούνται σε μεγάλες θερμοκρασία θα πρέπει να περιλαμβάνει τόσο αυτών των εννοιών. Μόνο εάν οι χάλυβες παρέχουν την απαιτούμενη διάρκεια ζωής για τα εξαρτήματα, εργαλεία και άλλα δομικά στοιχεία.

Χαρακτηριστικά ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβα

Σε περιπτώσεις όπου η θερμοκρασία φθάνει υψηλές τιμές, αυτό απαιτεί τη χρήση κραμάτων που δεν θα καταρρεύσει και να αντισταθεί παραμόρφωση. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα ανθεκτικό στη θερμότητα κράματα. Η θερμοκρασία λειτουργίας για τέτοια υλικά - άνω των 500 ° C. Ένα σημαντικό σημείο που χαρακτηρίζουν παρόμοια χάλυβας είναι ένα όριο υψηλής αντοχής, πλαστικότητα, η οποία διατηρείται για μεγάλο χρονικό διάστημα, καθώς και την αντίσταση χαλάρωσης. Υπάρχει ένας αριθμός κατασκευαστικών στοιχείων ικανών να αυξάνουν σημαντικά την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες: κοβάλτιο, βολφράμιο, μολυβδαίνιο. Και υποχρεωτικό συστατικό είναι το χρώμιο. Δεν επηρεάζει τόσο πολύ την αντοχή, αυξάνει την αντίσταση στην κλιμάκωση. Το Chrome αποτρέπει επίσης διεργασίες διάβρωσης. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό των κραμάτων αυτού του τύπου - μια αργή ερπυσμού.

Ταξινόμηση ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβες της δομής

Ανθεκτικά στη θερμότητα και ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα είναι φερριτικός τάξη, μαρτενσιτικοί, ωστενιτικοί και ένα μαρτενσιτικό δομή feritno. Η πρώτη αποτελείται από περίπου 30% χρώμιο. Μετά από ειδική επεξεργασία γίνεται λεπτή δομή του κόκκου. Εάν η θερμοκρασία θέρμανσης υπερβαίνει 850ºS, ο κόκκος αυξήσεις, και τέτοια ανθεκτικά στη θερμότητα υλικά γίνονται εύθραυστα. Μαρτενσιτικοί βαθμούς χαρακτηρίζεται από μια περιεκτικότητα σε χρώμιο από 4% έως 12%. Νικέλιο επίσης μπορεί να υπάρχουν σε μικρές ποσότητες, βολφράμιο και άλλα στοιχεία. Από αυτούς παραγωγή εξαρτημάτων των στροβίλων, οι βαλβίδες στο όχημα. Χάλυβες που έχουν στη δομή του μια μαρτενσίτη και φερρίτη, κατάλληλο για λειτουργία σε σταθερές υψηλές θερμοκρασίες και μακροχρόνια λειτουργία. Η περιεκτικότητα σε χρώμιο φθάνει 14%. Ωστενίτης λαμβάνεται με την εισαγωγή μιας ανθεκτικό στη θερμότητα κράματα νικελίου. Χάλυβα με παρόμοια δομή έχει πολλές μάρκες.

κράματα με βάση το νικέλιο

Νικέλιο έχει μια σειρά από χρήσιμες ιδιότητες. Έχει θετική επίδραση στην μηχανική επεξεργασία του χάλυβα (τόσο ζεστό και κρύο). Εάν το στοιχείο ή εργαλείο σχεδιασμένο για να λειτουργεί σε αντίξοες συνθήκες, το ντόπινγκ αυτού του στοιχείου αυξάνει σημαντικά την αντοχή στη διάβρωση. Τα ανθεκτικά στη θερμότητα υλικά νικέλιο-βάσης διαχωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες: ανθεκτικό στη θερμότητα και ανθεκτικό στη θερμότητα η ίδια. Το τελευταίο θα πρέπει επίσης να έχει ένα ελάχιστο ανθεκτικά στη θερμότητα χαρακτηριστικά. Θερμοκρασίες λειτουργίας φθάσουν 1200 ° C. Επιπροσθέτως χορηγείται χρωμίου ή τιτανίου. Χαρακτηριστικά, χάλυβα κράμα με νικέλιο, έχουν μία μικρή ποσότητα προσμίξεων, όπως βάριο, το μαγνήσιο, το βόριο, ως εκ τούτου, είναι πιο όρια κόκκων ενισχυθεί. Υπερκράματα αυτού του τύπου είναι διαθέσιμα σε μορφή των πλαστών, έλασης. Είναι επίσης δυνατό λεπτομέρειες άμπωτη. Η κύρια περιοχή εφαρμογής - στοιχεία κατασκευής των αεριοστροβίλων. Ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα νικελίου-βάσης έχουν μία σύνθεση και μέχρι 30% χρώμιο. Είναι αρκετά καλά για σφράγιση, συγκόλληση. Επιπλέον, η αντίσταση κλιμάκωση είναι υψηλή. Αυτό καθιστά δυνατή τη χρήση τους σε σύστημα αγωγών φυσικού αερίου.

Πυράντοχη χάλυβα, κράμα τιτανίου

Τιτάνιο εισάγεται σε μια μικρή ποσότητα (0.3%). Στην περίπτωση αυτή αυξάνει την αντοχή του κράματος. Εάν το περιεχόμενο της είναι σημαντικά υψηλότερη, μερικά επιδεινωθεί μηχανικές ιδιότητες (σκληρότητα, αντοχή). Αλλά η πλαστικότητα της αύξησης. Αυτό διευκολύνει την επεξεργασία του χάλυβα. Όταν χορηγούνται τιτάνιο μαζί με άλλα συστατικά μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τα χαρακτηριστικά υψηλής θερμοκρασίας. Αν υπάρχει η ανάγκη να εργαστούμε σε ένα εχθρικό περιβάλλον (ειδικά στην περίπτωση όταν η κατασκευή εμπλέκει συγκόλλησης), το στοιχείο κραματοποίησης χημικώς δεδομένων είναι δικαιολογημένη.

κράματα κοβαλτίου

Μια μεγάλη ποσότητα του κοβαλτίου (μέχρι 80%) χρησιμοποιείται για την παραγωγή τέτοιων υλικών όπως υπερκράματα και ανθεκτικό στη θερμότητα κράματα, δεδομένου ότι χρησιμοποιείται σπάνια στην καθαρή μορφή του. χορήγηση του βελτιώνει την ολκιμότητα, καθώς και αντοχή υπό υψηλές θερμοκρασίες. Και η μεγαλύτερη είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα του κοβαλτίου που ενσωματώνεται στο κράμα. Σε ορισμένα σφραγίδα του περιεχομένου του φτάνει το 30%. Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτών των χαλύβων - βελτίωση των μαγνητικών ιδιοτήτων. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους του κοβαλτίου, η χρήση του είναι μάλλον περιορισμένη.

Η επίδραση του μολυβδαινίου στο υπερκραμάτων

Ενεργά χημικό στοιχείο επηρεάζει σημαντικά την αντοχή του υλικού σε υψηλές θερμοκρασίες. Ιδιαίτερα αποτελεσματική είναι η χρήση του μαζί με άλλα στοιχεία. Αυξάνει σημαντικά την σκληρότητα του χάλυβα (ήδη σε ένα περιεχόμενο 0,3%). Αντοχή σε εφελκυσμό αυξάνει επίσης. Ένα άλλο θετικό χαρακτηριστικό γνώρισμα που έχουν υπερκραμάτων με πρόσμιξη μολυβδενίου - ένας μεγαλύτερος βαθμός αντίστασης σε οξειδωτικών διαδικασιών. Το μολυβδαίνιο συμβάλλει στην εκλέπτυνση των κόκκων. Το μειονέκτημα είναι η δυσκολία της συγκόλλησης.

Άλλοι ειδικοί χάλυβες και κράματα

Για να εκτελέσετε ορισμένες εργασίες απαιτούν υλικά που έχουν ορισμένες ιδιότητες. Έτσι, μπορούμε να μιλήσουμε για τη χρήση ειδικών κραμάτων, η οποία μπορεί να είναι τόσο κράμα και άνθρακα. Το τελικό σύνολο των απαιτούμενων χαρακτηριστικών επιτυγχάνεται λόγω του γεγονότος ότι η παραγωγή κραμάτων και την επεξεργασία τους είναι ειδικής τεχνολογίας. είναι ένα άλλο ειδικά κράματα και χάλυβες χωρίζεται σε δομική και ρόλο. Ανάμεσα στα κύρια προβλήματα για αυτό το είδος των υλικών είναι οι εξής: αντοχή στη διάβρωση και τη φθορά των διαδικασιών, ικανότητα να εργάζονται σε ένα εχθρικό περιβάλλον, αυξημένη μηχανικά χαρακτηριστικά. Σε αυτή την κατηγορία είναι ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβα και κράματα με υψηλή θερμοκρασία λειτουργίας και κρυογονική χάλυβα που μπορεί να αντέξει μέχρι -296ºS.

Χάλυβες εργαλείων

Για την κατασκευή των εργαλείων που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ειδικών χάλυβα εργαλείων. Λόγω του γεγονότος ότι οι συνθήκες εργασίας των διαφορετικών υλικών είναι επίσης επιλεγεί ξεχωριστά. Δεδομένου ότι τα μέσα είναι μάλλον υψηλές απαιτήσεις, και τα χαρακτηριστικά των κραμάτων για την παραγωγή τους ανάλογα με την περίπτωση: πρέπει να είναι απαλλαγμένα από εξωτερικές ακαθαρσίες, εγκλείσματα διαδικασία αποξείδωση είναι καλά εκτελείται, και μία ομοιογενή δομή. Για τα όργανα μέτρησης, είναι σημαντικό να έχουμε σταθερή απόδοση και να αντισταθεί στη φθορά. Μιλώντας για εργαλεία κοπής, ώστε να λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες (λαμβάνει χώρα θέρμανση άκρο), σταθερό τριβή και παραμόρφωση. Ως εκ τούτου, γι 'αυτούς είναι πολύ σημαντικό να διατηρηθεί το πρωτογενές σκληρότητα όταν θερμαίνεται. Ένας άλλος τύπος χάλυβα εργαλείων - υψηλή ταχύτητα. Βασικά, είναι κράμα με βολφράμιο. Σκληρότητα διατηρείται σε θερμοκρασία περίπου 600 ° C. Υπάρχουν, επίσης, πεθαίνουν χάλυβα. Έχουν σχεδιαστεί για τόσο ζεστό και κρύο παραμόρφωση.

Πεδίο εφαρμογής κράματα ειδικού σκοπού

Οι βιομηχανίες που χρησιμοποιούν κράματα με ειδικά χαρακτηριστικά που. Λόγω της υψηλής ποιότητας του, που είναι απαραίτητες στους τομείς της μηχανικής, των κατασκευών, της βιομηχανίας πετρελαίου. Τα ανθεκτικά στη θερμότητα και ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των εξαρτημάτων των στροβίλων, εξαρτήματα για αυτοκίνητα. Χάλυβες με υψηλή αντισκωριακή χαρακτηριστικά, είναι απαραίτητα για την παραγωγή σωλήνων, καρμπυρατέρ βελόνες, δίσκους, διάφορα στοιχεία της χημικής βιομηχανίας. Οι ράγες του σιδηροδρόμου, κουβάδες, κάμπια των μεταφορών - η βάση για όλα αυτά είναι ανθεκτικά στη φθορά χάλυβα. Σε μαζική παραγωγή των μπουλόνια, βίδες και παρόμοια είδη που χρησιμοποιούνται κράματα αυτόματο. Οι πηγές πρέπει να είναι αρκετά ελαστικό και ανθεκτικό. Ως εκ τούτου, το υλικό γι 'αυτούς είναι η άνοιξη χάλυβα. Προκειμένου να βελτιωθεί αυτή η ποιότητα είναι ακόμη κράμα με χρώμιο, μολυβδαίνιο. Όλα τα ειδικά κράματα και χάλυβες με ένα σύνολο ειδικών χαρακτηριστικών μπορεί να μειώσει το κόστος των μερών όπου χρησιμοποιείται προηγουμένως μη-σιδηρούχων μετάλλων.