Hittebestendige legeringen. Speciaal staal en legeringen. De productie en het gebruik van hittebestendige legeringen

De moderne industrie is niet denkbaar zonder een materiaal, zoals staal. Daarmee worden we geconfronteerd bijna elke beurt. Door de introductie in de structuur kunnen verschillende chemische elementen een aanzienlijke verbetering van de mechanische en prestatie-eigenschappen.

Wat is staal

Staal genoemd legering die bestaat uit koolstof en ijzer. Ook kan een dergelijke legering (foto geplaatst onder) andere onzuiverheden chemische elementen.

Een aantal verschillende structurele staten. Indien het koolstofgehalte binnen 0,025-0,8%, de data genoemd pro-eutectoid staal en hebben in hun structuur perliet en ferriet. Als hypereutectoid staal, is het mogelijk om het perliet en cementiet fase te observeren. Een kenmerk van de ferrietstructuur groot ductiliteit. Cementiet heeft ook een hoge hardheid beschikt. Perlite vormen beide voorgaande fase. Het kan een korrelvorm (door opname van de korrels ferriet aangebracht cementiet met een cirkelvorm) en een plaat zijn (beide fasen de vorm van platen). Wanneer ijzer- boven de temperatuur waarbij de polymorfen voorkomen wordt verwarmd, wordt de structuur verandert naar austeniet. Deze fase heeft een hoge ductiliteit. Indien het koolstofgehalte 2,14% overschrijdt, worden dergelijke materialen en legeringen genoemd ijzer.

staalsoorten

Afhankelijk van de samenstelling van het staal kan koolstofstaal en legering. Koolstofgehalte van minder dan 0,25% karakteriseert het koolstofarm staal. Indien het bedrag 0,55% bereikt, dan kunnen we praten over de medium-legering. Staal, dat meer dan 0,6% koolstof in de samenstelling, genoemd hoog koolstofgehalte. Indien deze wordt geproduceerd als een fusie van de techniek omvat het inbrengen van specifieke chemische elementen, deze legering staal genoemd. De introductie van de diverse componenten verandert ingrijpend zijn eigenschappen. Als de hoeveelheid minder is dan 4%, het laaggelegeerd legering. Srednelegirovannoj en hooggelegeerd staal is respectievelijk 11% en meer dan 12% verontreinigingen. Afhankelijk van waar op het gebied van staal legeringen worden gebruikt, ze toe te wijzen dergelijke types: instrumentele, structurele en speciaal staal en legeringen.

productietechnologie

het maken van staal proces is heel tijdrovend. Het omvat verschillende fasen. Allereerst moet je grondstoffen - ijzererts. De eerste trap omvat het verwarmen tot een bepaalde temperatuur. Wanneer dit gebeurt oxidatieve processen. In de tweede stap wordt de temperatuur veel hoger. Carbon oxidatieprocessen zijn intenser. Mogelijke extra zuurstof verrijking van de legering. Ongewenste onzuiverheden worden verwijderd om de slak. De volgende stap heeft betrekking op het verwijderen van zuurstof uit staal omdat dit aanzienlijk de mechanische eigenschappen. Deze diffusie kan worden uitgevoerd of neerslaan werkwijze. Als deoxidatie werkwijze niet optreedt, wordt de resulterende stalen genoemd koken. Rustige legering geen gassen ontwikkelen, zuurstof volledig verwijderd. Tussendoor zijn semi-gedood staal. De productie van legeringen van ijzer voorkomt in het hart, inductieovens, basiszuurstofoven.

legeren van staal

Om bepaalde eigenschappen van het staal te verkrijgen, wordt de samenstelling toegediend speciale toevoegsels. De belangrijkste voordelen van een dergelijke legering een verbeterde bestandheid tegen verschillende vervormingen, betrouwbare componenten en andere constructiedelen aanzienlijk verhoogt. Afschrikken vermindert het percentage van scheuren en andere defecten. Vaak is een dergelijke werkwijze verzadiging gebruikten verschillende elementen om weerstand tegen chemische corrosie te verlenen. Maar er zijn een aantal nadelen. Ze vereisen extra verwerking, een hoge waarschijnlijkheid van het optreden van haarscheurtjes. Bovendien verhoogt de kosten van het materiaal. De meest voorkomende legeringselementen - chroom, nikkel, wolfraam, molybdeen en kobalt. Hun toepassingsgebied is vrij hoog. Deze engineering en fabricage van onderdelen van pijpleidingen, elektriciteitscentrales, vliegtuigen en nog veel meer.

Het concept van de hittebestendigheid en hittebestendigheid

De term warmteweerstand wordt bedoeld het vermogen van het metaal of legering zijn kenmerken behouden wanneer bij hoge temperaturen. In een dergelijke omgeving is het vaak waargenomen gas corrosie. Daarom moet het materiaal bestandheid haar optreden, dat wil hittebestendig zijn. Dus de eigenschappen van legeringen worden gebruikt in grote temperatuurverschillen moeten beide begrippen omvatten. Alleen als dergelijke staalsoorten de vereiste levensduur voor onderdelen, gereedschappen en andere structurele elementen.

Voorzien hittebestendig staal

Wanneer de temperatuur hoge waarden bereikt, vereist het gebruik van legeringen die niet zal instorten en tegen vervorming. In dit geval wordt een hittebestendige legeringen. De bedrijfstemperatuur voor dergelijke materialen - boven 500 ° C Belangrijk karakteriseren soortgelijke staal een hoog vermoeiingsgrens, plasticiteit, die gedurende een lange tijd en het verminderde weerstand. Er zijn een aantal onderdelen die aanzienlijke verhoging van de weerstand tegen hoge temperaturen: kobalt, wolfraam, molybdeen. En verplicht onderdeel is chroom. Hij heeft niet zozeer invloed op de sterkte, het verhoogt de weerstand tegen schaalvergroting. Chroom voorkomt ook corrosie processen. Een ander belangrijk kenmerk van de legeringen van dit type - een langzame kruip.

Indeling hittebestendige staalsoorten met de structuur

Hittebestendig en hittebestendige legeringen ferritisch klasse, martensitische, austenitische en een martensitische structuur feritno. De eerste bestaan uit ongeveer 30% chroom. Na een speciale behandeling wordt fijne korrelstructuur. Als de verwarmingstemperatuur 850ºS de korrel toeneemt, en dergelijke warmtebestendige materialen overschrijdt bros. Martensitische kwaliteiten gekenmerkt door een chroomgehalte van 4% tot 12%. Nikkel kunnen ook in ondergeschikte hoeveelheden, wolfraam en andere elementen. Van hen delen turbines produceren kleppen in het voertuig. Staalsoorten die in zijn structuur een martensiet en ferriet, geschikt voor bedrijf op een constante hoge temperatuur en langdurige werking. Het chroomgehalte 14% bereikt. Austeniet wordt verkregen door introductie van een hittebestendige nikkellegeringen. Staal met een soortgelijke structuur hebben veel merken.

Nikkellegeringen

Nikkel een aantal nuttige eigenschappen. Hij heeft een positief effect op de bewerkbaarheid van het staal (zowel warm en koud). Als het item of de tool ontworpen om te werken in ruwe omgevingen, de doping van dit element verhoogt de weerstand tegen corrosie. Warmtebestendige nikkel-basismaterialen worden onderverdeeld in de volgende groepen: hittebestendig en hittebestendig zelf. Laatstgenoemde moet ook een minimale warmte-bestendige eigenschappen. Bedrijfstemperaturen bereikt 1200 ° C Bovendien toegediend chroom of titaan. Kenmerkend staal gelegeerd met nikkel, een kleine hoeveelheid onzuiverheden zoals barium, magnesium, borium, derhalve, meer korrelgrenzen versterkt. Superlegeringen van dit type zijn in de vorm van gesmeed, gewalst. Het is ook mogelijk eb details. Het belangrijkste toepassingsgebied - fabricage onderdelen van gasturbines. Hittebestendige legeringen op nikkelbasis een preparaat en tot 30% chroom. Ze zijn vrij goed te stampen, lassen. Daarnaast is de schaalvergroting weerstand is hoog. Dit maakt het mogelijk om ze te gebruiken in de gasleiding systeem.

Hittebestendig staal, titanium

Titaan ingebracht in een kleine hoeveelheid (0,3%). In dit geval verhoogt de sterkte legering. Als het gehalte aanzienlijk hoger aantal verslechteren de mechanische eigenschappen (hardheid, sterkte). Maar de plasticiteit van de verhoging. Dit vergemakkelijkt de verwerking van staal. Als ze samen met andere componenten toegediend titanium kan een aanzienlijke verbetering van hoge-temperatuur eigenschappen. Als er moet worden gewerkt in een vijandige omgeving (met name in het geval dat de constructie omvat lassen), het legeringselement chemisch data gerechtvaardigd.

kobaltlegeringen

Een grote hoeveelheid kobalt (tot 80%) wordt gebruikt om dergelijke materialen als superlegeringen en hittebestendige legeringen te produceren, omdat het zelden wordt gebruikt in zuivere vorm. De toediening ervan verbetert taaiheid evenals weerstand onder hoge temperaturen. En hoe hoger deze is, hoe hoger de hoeveelheid kobalt opgenomen in de legering. In sommige zegel haar-content bereikt 30%. Een ander kenmerk van deze staalsoorten - verbetering van de magnetische eigenschappen. Vanwege de hoge kosten van kobalt, het gebruik ervan is beperkt.

De invloed van molybdeen op superlegeringen

Actieve chemische element een aanzienlijke invloed op de sterkte van het materiaal bij hoge temperaturen. Bijzonder effectief is zijn gebruik samen met andere elementen. Het verhoogt de hardheid van staal (reeds in een gehalte van 0,3%). Treksterkte verhoogt ook. Een ander positief aspect dat superlegeringen gedoteerde molybdeen hebben - een grotere mate van weerstand tegen oxidatieve processen. Molybdeen draagt bij aan korrelverfijning. Het nadeel is de moeilijkheid van lassen.

Andere speciale staalsoorten en legeringen

Voor het uitvoeren van bepaalde taken vereisen materialen die bepaalde eigenschappen hebben. Zo kunnen we praten over het gebruik van speciale legeringen, die zowel gelegeerd en koolstof kan zijn. De laatste set van de vereiste kenmerken wordt bereikt als gevolg van het feit dat de productie van legeringen en hun verwerking van speciale technologie. Een andere speciale legeringen en staalsoorten zijn onderverdeeld in structurele en instrumentele. Een van de belangrijkste problemen voor dit soort materialen zijn de volgende: de weerstand tegen corrosie en slijtage processen, het vermogen om te werken in een vijandige omgeving, verhoogde mechanische eigenschappen. In deze categorie zijn hittebestendig staal en legeringen met een hoge werktemperatuur en cryogeenstaal die kunnen weerstaan tot -296ºS.

gereedschapsstaal

Voor de vervaardiging van instrumenten die worden gebruikt bij de vervaardiging van speciaal gereedschap staal. Vanwege het feit dat de arbeidsomstandigheden van de verschillende materialen zijn ook afzonderlijk geselecteerd. Aangezien de instrumenten tamelijk hoge eisen, en de eigenschappen van de legeringen voor de productie waar nodig: zij moeten vrij zijn van externe verontreinigingen, wordt insluitingen van desoxidatie werkwijze ook uitgevoerd en een homogene structuur. Voor het meten van instrumenten is het belangrijk om een stabiele prestaties en het tegengaan van slijtage. Spreken van snijgereedschappen, dat zij werken bij verhoogde temperaturen (randverwarming optreedt), constante wrijving en vervorming. Daarom is voor hen is het zeer belangrijk om de primaire hardheid houden wanneer verwarmd. Een ander type gereedschapsstaal - hoge snelheid. In principe wordt gelegeerd met wolfram. Hardheid wordt gehandhaafd op een temperatuur van ongeveer 600 ° C Er zijn ook sterven staal. Ze zijn ontworpen voor zowel warme als koude vervorming.

Scope special purpose legeringen

De industrieën die legeringen te gebruiken met bijzondere eigenschappen in te stellen. Door zijn superieure kwaliteit, ze zijn onmisbaar in de techniek, bouw, aardolie-industrie. Hittebestendig en hittebestendige legeringen worden gebruikt bij de vervaardiging van onderdelen van turbines, voor auto's. Staalsoorten die een hoge corrosiewerende eigenschappen bezitten, zijn onmisbaar voor de vervaardiging van buizen, carburateurs naalden, schijven, verschillende onderdelen van de chemische industrie. De rails van de spoorweg, emmers, rupsband transport - de basis voor dit alles zijn slijtvaste staalsoorten. In massaproductie van bouten, schroeven en dergelijke gebruikt automaat legeringen. De veren moet voldoende elastisch en duurzaam. Daarom is het materiaal voor hen is verenstaal. Om deze kwaliteit te verbeteren is het verder gelegeerd met chroom, molybdeen. Alle speciale legeringen en staalsoorten met een reeks specifieke kenmerken kan de kosten van onderdelen, waar eerder gebruikte non-ferro metalen te verminderen.