Lämmönkestävyys ja lämmönkestävyys ovat tärkeitä terästen ominaisuuksia

Sisällysluettelo:

Lämmönkestävyys ja lämmönkestävyys ovat tärkeitä terästen ominaisuuksia
Lämmönkestävyys ja lämmönkestävyys ovat tärkeitä terästen ominaisuuksia

Video: Lämmönkestävyys ja lämmönkestävyys ovat tärkeitä terästen ominaisuuksia

Video: Lämmönkestävyys ja lämmönkestävyys ovat tärkeitä terästen ominaisuuksia
Video: SYVÄ valtameri | 8K TV ULTRA HD / Täysi dokumentti 2024, Marraskuu
Anonim

Lämmönkestävyys ja lämmönkestävyys ovat erittäin tärkeitä ominaisuuksia. Jotkut konepajateollisuuden tuotteet toimivat erittäin vaikeissa olosuhteissa korkeissa lämpötiloissa. Perinteiset rakenneteräkset muuttavat kuumennettaessa äkillisesti mekaanisia ja fysikaalisia ominaisuuksiaan, alkavat aktiivisesti hapettua ja muodostaa hilsettä, mikä on täysin mahdotonta hyväksyä ja aiheuttaa koko kokoonpanon rikkoutumisen ja mahdollisesti vakavan onnettomuuden vaaran. Työskennelläkseen korkeissa lämpötiloissa materiaaliinsinöörit loivat metallurgien avulla useita erikoisteräksiä ja seoksia. Tässä artikkelissa on lyhyt kuvaus niistä.

Lämmönkestävyysominaisuuksien tutkimus
Lämmönkestävyysominaisuuksien tutkimus

Lämmönkestävät teräkset

Monet ihmiset rinnastavat lämmönkestävyyden käsitteen sellaiseen käsitteeseen kuin lämmönkestävyys. Näin ei saa missään tapauksessa tehdä. Lämmönkestävyyttä kutsutaan myös punaiseksi hauraudeksi. Ja tämä käsite tarkoittaa metallin (tai lejeeringin) kykyä pysyäkorkeat mekaaniset ominaisuudet työskenneltäessä korkeissa lämpötiloissa. Toisin sanoen tällainen metalli, vaikka se kuumennettaisiin punaiseksi hehkuksi (se on tyypillistä yli 550 °C:n lämpötiloissa), ei hiipi ja säilyttää riittävän jäykkyyden.

Yksinkertaisesti sanottuna lämmönkestävyys on materiaalin kykyä säilyttää suorituskyky, kun se kuumennetaan korkeisiin lämpötiloihin. Tavalliset rakenneteräkset muuttuvat jo lievästikin kuumennettaessa sitkeäksi, mikä sulkee pois mahdollisuuden käyttää niitä korkeissa lämpötiloissa toimivien tuotteiden valmistuksessa.

Eri metallilaaduilla ja metalliseoksilla on erilainen lämmönkestävyys. Tämä indikaattori riippuu materiaalin kemiallisesta koostumuksesta. Lämmönkestävyystestit voidaan suorittaa pitkän ajan kuluessa. Useimmiten uunissa tiettyyn lämpötilaan kuumennettujen näytteiden vetolujuus testataan kuitenkin lyhyen ajan.

Saumattomat putket kuumuutta ja lämmönkestävää terästä
Saumattomat putket kuumuutta ja lämmönkestävää terästä

Lämmönkestävät teräkset

Lämmönkestävyys, toisin kuin lämmönkestävyys, on materiaalien kykyä vastustaa korroosioprosessien kehittymistä työskenneltäessä korkeissa lämpötiloissa. Tavalliset teräkset alkavat hapettua, jos ne altistetaan lämmölle (lukuun ottamatta lämpökäsittelyä suojaavassa ilmakehässä tai tyhjiössä). Lisäksi pitkän lämmityksen aikana tuotteen pinnalla oleva hiili alkaa palaa. Tämän seurauksena pinnan hiiltä loppuu, mikä johtaa jyrkkään muutokseen pinnan mekaanisissa ominaisuuksissa (ensisijaisesti kovuudessa). Kulutuskestävyys laskee. Saa niin negatiivisen kehityksenilmiö, kuten kiusaaja. Tämä teräsryhmä voi toimia noin 550 °C:n lämpötiloissa.

Teräksen lämmönkestävyyden lisäämiseksi sen sula on seostettu piillä, alumiinilla ja kromilla. Joskus riittää osan pinnan lämmönkestävyyden lisääminen. Tässä tapauksessa jauhemaisessa väliaineessa käytetään silikonointia tai aluminointia (pintakerroksen kyllästäminen pii- tai alumiiniatomeilla).

Valssatut tuotteet kuumuutta kestävästä teräksestä
Valssatut tuotteet kuumuutta kestävästä teräksestä

Korkean sulamispisteen materiaalit

Erityisen korkeissa lämpötiloissa käytettäessä kyseisiä materiaaleja ei voida käyttää, koska lämpötilassa noin 2000 ° C alkaa tapahtua sulamista (nestefaasi vapautuu). Näihin tarkoituksiin käytetään tulenkestäviä metalleja: volframia, niobiumia, vanadiinia, zirkoniumia ja niin edelleen. Nämä materiaalit ovat melko kalliita, mutta insinöörit eivät ole vielä löytäneet niille sopivaa vaihtoehtoa.

Valssattujen tuotteiden tuotanto
Valssattujen tuotteiden tuotanto

Kromi- ja nikkelipohjaisten metalliseosten luonnehdinta

Seokset, joilla on korkea lämmönkestävyys, ovat erittäin kysyttyjä energiatekniikassa (höyryturbiinien lavat, lentokoneiden moottoreiden osat ja niin edelleen). Lisäksi tällaisten materiaalien tarve kasvaa jatkuvasti. Lisäksi tuotanto vaatii tutkijoita hankkimaan yhä kehittyneempiä materiaaleja, jotka voivat säilyttää suorituskykynsä erittäin korkeissa lämpötiloissa. Siksi lämmönkestävyyden lisäämiseksi tehdään jatkuvasti töitä. Nikkeli tai pikemminkin teräksen seostaminen tällä alkuaineella edistää tätä.

Kaikki lämmönkestävät teräkseton seostettu nikkelillä (vähintään 65 %). Chrome on pakollinen. Tämän elementin pitoisuus ei saa olla alle 14%. Muuten metallipinta hapettuu voimakkaasti.

Teräksiin on lisäksi seostettu alumiinia, vanadiinia ja muita tulenkestäviä elementtejä. Esimerkiksi alumiini on huoneenlämmössäkin peitetty ohuella oksidikalvolla, joka estää korroosiota tunkeutumasta syvälle metalliin. Eli asteikkoa ei muodostu.

Suositeltava: