Värmebeständighet och värmebeständighet är viktiga egenskaper hos stål

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Värmebeständighet och värmebeständighet är mycket viktiga egenskaper. Vissa maskintekniska produkter fungerar under mycket svåra förhållanden vid förhöjda temperaturer. Konventionella konstruktionsstål, när de värms upp, ändrar abrupt sina mekaniska och fysikaliska egenskaper, börjar aktivt oxidera och bilda skala, vilket är helt oacceptabelt och skapar ett hot om misslyckande av hela enheten, och möjligen en allvarlig olycka. För att arbeta vid förhöjda temperaturer skapade materialingenjörer, med hjälp av metallurger, ett antal specialstål och legeringar. Den här artikeln ger en kort beskrivning av dem.

Värmebeständigt stål

Många likställer begreppet värmebeständighet med ett sådant begrepp som värmebeständighet. Detta bör under inga omständigheter göras. Värmebeständighet kallas även röd sprödhet. Och detta koncept betyder förmågan hos en metall (eller legering) att behållahöga mekaniska egenskaper vid arbete vid förhöjda temperaturer. Det vill säga att en sådan metall, även när den värms upp till ett rött sken (det är typiskt för temperaturer över 550 °C), kommer inte att krypa och behålla tillräcklig styvhet.

I enkla termer är värmebeständighet ett materials förmåga att bibehålla prestanda när det värms upp till höga temperaturer. Vanliga konstruktionsstål, även med lätt uppvärmning, blir sega, vilket utesluter möjligheten att de kan användas för tillverkning av produkter som arbetar vid höga temperaturer.

Olika kvaliteter av metaller och legeringar har olika värmebeständighet. Denna indikator beror på materialets kemiska sammansättning. Värmebeständighetstester kan utföras under lång tid. Men oftast testas prover som värms upp i en ugn till en viss temperatur under en kort tidsperiod.

Värmebeständigt stål

Värmebeständighet, i motsats till värmebeständighet, är materialens förmåga att motstå utvecklingen av korrosionsprocesser vid arbete vid höga temperaturer. Vanliga stål, om de utsätts för värme (med undantag för värmebehandling i en skyddande atmosfär eller i vakuum), börjar oxidera. Dessutom, med långvarig uppvärmning, börjar kolet på ytan av produkten att brinna ut. Som ett resultat är ytan utarmad på kol, vilket leder till en kraftig förändring av de mekaniska egenskaperna (främst hårdheten) på ytan. Slitstyrkan minskar. Får en sådan negativ utvecklingfenomen, som en översittare. Denna grupp av stål kan arbeta vid temperaturer runt 550 °C.

För att öka värmebeständigheten hos stål legeras dess smälta med kisel, aluminium och krom. Ibland räcker det med att öka värmebeständigheten på delens yta. I detta fall tillgrips silikonisering eller aluminisering (mättnad av ytskiktet med kisel- respektive aluminiumatomer) i ett pulvermedium.

material med hög smältpunkt

Vid drift vid särskilt höga temperaturer kan de aktuella materialen inte användas, eftersom vid en temperatur i området 2000 °C börjar smältning uppstå (en flytande fas frigörs). För dessa ändamål används eldfasta metaller: volfram, niob, vanadin, zirkonium och så vidare. Dessa material är ganska dyra, men ingenjörer har ännu inte hittat något värdigt alternativ för dem.

Karakterisering av krom- och nickelbaserade legeringar

Legeringar med hög värmebeständighet är mycket efterfrågade inom kraftteknik (vingar på ångturbiner, delar av flygplansmotorer och så vidare). Dessutom växer behovet av sådana material ständigt. Dessutom kräver produktionen att forskare skaffar mer och mer avancerade material som kan bibehålla sin prestanda vid mycket höga temperaturer. Därför pågår ett ständigt arbete med att öka värmebeständigheten. Nickel, eller snarare legering av stål med detta element, bidrar till detta.

Alla värmebeständiga stålär legerade med nickel (inte mindre än 65%). Chrome är ett måste. Innehållet av detta element bör inte vara mindre än 14%. Annars kommer metallytan att oxideras intensivt.

Stål är dessutom legerade med aluminium, vanadin och andra eldfasta element. Aluminium, till exempel, även vid rumstemperatur är täckt med en tunn oxidfilm, som förhindrar korrosion från att tränga djupt in i metallen. Det vill säga ingen skala bildas.