Oțel rezistent la căldură

Cum se măsoară performanța
Cu toate acestea, componenta cheie a unui oțel rezistent la căldură este durabilitatea acestuia la temperaturi ridicate, care poate fi măsurată într-o varietate de moduri diferite. O modalitate de a măsura performanța unui oțel la temperaturi ridicate este măsurarea UTS și YS la temperaturi ridicate, de obicei mai mari de 1200F. Multe oțeluri rezistente la căldură pot menține un UTS de 30-50ksi la 1400F și un YS de până la 30ksi. De obicei, aliajele care au un conținut suficient de mare de crom și nichel au cele mai bune rezultate în această categorie de rezistență la tracțiune și curgere la temperatură ridicată, inclusiv HL, HP, HU și HK. Aliajele din această categorie au de obicei o structură complet austenitică. Datorită prezenței mai mari a elementelor de aliere, aceste aliaje tind, de asemenea, să fie mai scumpe.
Un alt mod în care este măsurată performanța oțelului rezistent la căldură este în ceea ce privește rezistența la fluaj și rezistența la rupere. Fluajul este extrem de comun în turnările din oțel rezistent la căldură. Pentru cei care nu sunt familiarizați, fluajul este stresul care apare în cazul pieselor turnate care sunt supuse tensiunii la temperaturi ridicate. Deși nu este posibilă prevenirea completă a fluajului, majoritatea aliajelor de oțel rezistente la căldură sunt concepute pentru a minimiza într-o oarecare măsură efectul fluajului, ceea ce, la rândul său, prelungește durata de viață a turnării. Acolo unde fluajul devine cel mai problematic este în cazurile selectate în care duce la deformarea turnării și poate duce chiar la fracturi din cauza rezistenței turnării fiind compromisă, astfel încât se rupe sub proprietățile definite într-un test de tracțiune la temperatură ridicată.

Alegerea aliajului
Fluajul poate fi luat în considerare în proiectarea turnării și în selectarea aliajului, un inginer poate selecta un proiect de turnare care va permite turnării să continue să funcționeze pentru o perioadă lungă de timp în caz de fluaj și poate selecta, de asemenea, un aliaj care este mai rezistent la fluaj. . În ceea ce privește selecția aliajului, un inginer ar trebui să aleagă un aliaj care încetinește procesul de deformare plastică și are o solicitare mare de rupere, acordând prioritate unul sau altul în funcție de aplicație. În ceea ce privește controlul deformării, cel mai bun pariu este de obicei să mergeți cu un aliaj care conține cel puțin 30% nichel și 15% crom pentru a obține o structură complet austenitică, HT, HU și HP sunt exemple excelente. Unele aliaje fier-crom-nichel, cum ar fi HK, se comportă de asemenea bine în acest domeniu.
Când vine vorba de stresul de rupere, controlul conținutului de carbon să fie în intervalul {{0}}.3-0.7% va fi cea mai importantă variabilă. În intervalul 0.3-0,7% carbon, metalul va fi mult mai rezistent la tensiunile de rupere decât cele care sunt de 0,2% sau mai mici. Alte elemente de aliere sunt, de asemenea, cheie, în special suficient nichel pentru a forma o structură austenitică (Cel puțin 18%, de preferință 22%+) și un conținut de crom mai mare de 15% sunt cheie, HK, HN și HP sunt exemple de calitate. Unele dintre cele mai rezistente aliaje la rupere vor conține un anumit conținut de elemente de aliere specializate, cum ar fi wolfram sau niobiul, deși conținutul de carbon rămâne variabila cu cel mai mare impact de controlat.

Evitarea oxidarii
O altă cheie a oțelului inoxidabil este rezistența la oxidare la temperaturi ridicate. Din acest motiv, un oțel inoxidabil rezistent la căldură trebuie să conțină minimum 12% crom pentru a rezista la formarea de oxid de fier la temperaturi ridicate. O rezistență suplimentară la oxidare poate fi obținută printr-un conținut mai mare de crom și nichel.

Oboseala termica
Dacă o turnare este supusă unui ciclu termic sau șoc, acest lucru trebuie luat în considerare și atunci când vine vorba de alegerea aliajului pentru un oțel rezistent la căldură. Nu există o modalitate grozavă de a măsura oboseala termică într-o turnare, există teste de oboseală termică, dar acestea nu se transferă foarte mult la realitate.

Cum să reziste la carburare
Rezistența la carburare este un alt aspect care trebuie luat în considerare, în special pentru piese turnate care vor fi implicate într-o aplicație precum tratamentul termic comercial. Conținutul mai mare de nichel și crom crește în mare măsură rezistența metalului la pătrunderea carbonului în suprafața turnării. Siliciul joacă un rol vital și în rezistența la carburare, creșterile mici ale siliciului pot face o diferență drastică asupra capacității aliajului de a rezista la penetrarea carbonului, de obicei, aproximativ 2% siliciu este utilizat în piese turnate care sunt menite să reziste la carburare. Alte elemente de aliere au fost adăugate oțelurilor inoxidabile pentru a rezista carburării, deși nu sunt utilizate pe scară largă și eficacitatea lor rămâne discutabilă.
Alte considerații
În cazuri rare, trebuie luate în considerare un mediu cu un conținut ridicat de sulf, care va provoca oxidarea pieselor turnate din oțel. Aliajele rezistente la căldură cu conținut ridicat de nichel sunt foarte predispuse la coroziune într-un mediu cu conținut ridicat de sulf datorită structurii lor complet austenitice, astfel încât aliajele care sunt în întregime feritice sunt de obicei o selecție mai bună.