โลหะผสมทนความร้อน เหล็กและโลหะผสมพิเศษ การผลิตและการใช้โลหะผสมที่ทนความร้อน

อุตสาหกรรมสมัยใหม่ไม่สามารถคิดโดยไม่ต้องวัสดุเช่นเหล็ก กับมันเรากำลังเผชิญหน้าเกือบทุกครั้งที่เลี้ยว โดยการแนะนำในโครงสร้างขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญสามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและประสิทธิภาพการทำงาน

เหล็กคืออะไร

เหล็กที่เรียกว่าโลหะผสมที่ประกอบด้วยคาร์บอนและเหล็ก นอกจากนี้เช่นโลหะผสม (ภาพทิ้งด้านล่าง) อาจมีองค์ประกอบทางเคมีที่ปนเปื้อนอื่น ๆ

หลายคนที่แตกต่างกันของโครงสร้างรัฐ หากปริมาณคาร์บอนที่อยู่ใน 0,025-0,8% ข้อมูลที่เรียกว่าเหล็กโปร eutectoid และมีใน perlite โครงสร้างและเฟอร์ไรท์ของพวกเขา ถ้าเหล็กไฮเปอร์ก็เป็นไปได้ที่จะสังเกต pearlite และเฟสซีเมน คุณลักษณะของโครงสร้างเฟอร์ไรท์เป็นเหนียวขนาดใหญ่ ซีเมนนอกจากนี้ยังมีความแข็งมาก Perlite รูปแบบทั้งสองขั้นตอนก่อนหน้านี้ มันสามารถมีรูปร่างเม็ด (โดยรวมของเม็ดเฟอร์ไรท์จะจัดซีเมนที่มีรูปร่างกลม) และจาน (ทั้งขั้นตอนมีรูปแบบของแผ่นเปลือกโลก) ถ้าเหล็กร้อนสูงกว่าอุณหภูมิที่ polymorphs เกิดขึ้นแล้วการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเพื่อ austenite ขั้นตอนนี้มีความเหนียวสูง หากปริมาณคาร์บอนเกิน 2.14% วัสดุดังกล่าวและโลหะผสมที่เรียกว่าเหล็ก

ประเภทเหล็ก

ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเหล็กอาจจะเป็นเหล็กคาร์บอนและโลหะผสม ปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.25% ลักษณะพิเศษ เหล็กคาร์บอนต่ำ หากจำนวนเงินถึง 0.55% แล้วเราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับสื่อผสม เหล็กซึ่งมีในองค์ประกอบของคาร์บอนเกิน 0.6% ที่เรียกว่าคาร์บอนสูง หากที่ผลิตเป็นฟิวชั่นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการเปิดตัวขององค์ประกอบทางเคมีที่เฉพาะเจาะจงเหล็กโลหะผสมที่เรียกว่า การแนะนำของส่วนประกอบต่างๆเป็นอย่างมากการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของมัน หากจำนวนเงินของพวกเขาคือน้อยกว่า 4%, โลหะผสมต่ำอัลลอยด์ Srednelegirovannoj และ เหล็กสูงอัลลอย มีตามลำดับถึง 11% และสิ่งสกปรก% มากกว่า 12 ขึ้นอยู่กับที่ในด้านของโลหะผสมเหล็กที่มีการใช้พวกเขาจัดสรรประเภทดังกล่าวมีประโยชน์, โครงสร้างและพิเศษเหล็กและโลหะผสม

เทคโนโลยีการผลิต

กระบวนการเหล็กทำค่อนข้างใช้เวลานาน มันมีหลายขั้นตอน ครั้งแรกของทั้งหมดที่คุณต้องการวัตถุดิบ - แร่เหล็ก ขั้นตอนแรกประกอบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิบาง เมื่อเกิดกรณีนี้กระบวนการออกซิเดชัน ในขั้นตอนที่สองอุณหภูมิจะสูงขึ้นมาก กระบวนการออกซิเดชั่คาร์บอนมีความรุนแรงมากขึ้น เป็นไปได้ที่การเพิ่มปริมาณออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นของโลหะผสม สิ่งสกปรกที่ไม่พึงประสงค์จะถูกลบออกไปตะกรัน ขั้นตอนต่อไปเป็นผู้กำกับการกำจัดของออกซิเจนจากเหล็กเพราะมันจะช่วยลดสมบัติเชิงกล การแพร่กระจายนี้สามารถดำเนินการหรือวิธีการทำให้เกิดความวุ่นวาย หากกระบวนการ deoxidation ไม่เกิดขึ้นส่งผลให้เหล็กที่เรียกว่าเดือด โลหะผสมที่เงียบสงบไม่ปล่อยก๊าซออกซิเจนจะถูกลบออกอย่างสมบูรณ์ ในระหว่างที่เป็นแบบกึ่งฆ่า เหล็ก การผลิต โลหะผสมเหล็กเกิดขึ้นในเตาเผาเหนี่ยวนำเตาพื้นฐานออกซิเจน

ผสมเหล็ก

เพื่อให้ได้คุณสมบัติบางอย่างของเหล็ก, องค์ประกอบของมันคือยาสารเจือพิเศษ ข้อดีหลักของโลหะผสมเช่นมีการปรับปรุงความต้านทานต่อการพิการต่างๆส่วนประกอบที่เชื่อถือได้และโครงสร้างอื่น ๆ ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดับลดอัตราร้อยละของรอยแตกและข้อบกพร่องอื่น ๆ บ่อยครั้งเช่นวิธีการของความอิ่มตัวของสีที่ใช้องค์ประกอบที่แตกต่างกันเพื่อให้ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี แต่มีข้อบกพร่องบางอย่าง พวกเขาจำเป็นต้องมีการประมวลผลเพิ่มเติมน่าจะเป็นสูงของการเกิดรอยแตกเส้นผม นอกจากนี้ยังเพิ่มค่าใช้จ่ายของวัสดุ องค์ประกอบผสมพบมากที่สุด - โครเมียมนิกเกิลทังสเตนโมลิบดีนัมและโคบอลต์ ข้อมูลของพวกเขาจากแอปพลิเคค่อนข้างสูง วิศวกรรมและการผลิตของรายละเอียดของท่อโรงไฟฟ้าเครื่องบินและอื่น ๆ

แนวคิดของการต้านทานความร้อนและทนต่อความร้อน

ความต้านทานความร้อนเป็นคำที่หมายถึงความสามารถของโลหะหรือโลหะผสมที่จะรักษาทุกลักษณะของมันเมื่อใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่นในสภาพแวดล้อมที่มันมักจะเป็นที่สังเกตการกัดกร่อนก๊าซ ดังนั้นวัสดุที่จะต้องมีความต้านทานต่อการกระทำของตนเป็นผู้ที่จะทนความร้อน ดังนั้นลักษณะของโลหะผสมที่มีการใช้ในอุณหภูมิที่มีขนาดใหญ่ควรจะรวมถึงทั้งสองแนวคิดเหล่านี้ เฉพาะในกรณีที่เหล็กดังกล่าวให้อายุการใช้งานที่จำเป็นสำหรับชิ้นส่วนเครื่องมือและองค์ประกอบอื่น ๆ

คุณสมบัติเหล็กทนความร้อน

ในกรณีที่มีอุณหภูมิถึงค่าสูงก็ต้องใช้โลหะผสมที่จะไม่ยุบและต่อต้านการเสียรูป ในกรณีนี้เป็นโลหะผสมที่ทนความร้อน อุณหภูมิในการทำงานสำหรับวัสดุดังกล่าว - เหนือ 500 องศาเซลเซียส จุดสำคัญพัฒนาการเหล็กที่คล้ายกันคือขีด จำกัด ของความอดทนสูงปั้นซึ่งเป็นที่เก็บรักษาไว้เป็นเวลานานเช่นเดียวกับการต้านทานการผ่อนคลาย โคบอลต์ทังสเตนโมลิบดีนัม: มีจำนวนขององค์ประกอบความสามารถในการอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และองค์ประกอบบังคับเป็นโครเมี่ยม เขาไม่ได้มากส่งผลกระทบต่อความแรงของมันจะเพิ่มความต้านทานต่อการปรับ โครเมี่ยมยังช่วยป้องกันการกัดกร่อนกระบวนการ อีกลักษณะที่สำคัญของโลหะผสมของประเภทนี้ - คืบช้า

การจำแนกประเภท ความร้อนเหล็กทน ของโครงสร้าง

โลหะผสมทนความร้อนและทนความร้อนเป็นชั้นเฟอริติก, martensitic, สเตนและโครงสร้าง feritno martensitic เป็นครั้งแรกที่มีองค์ประกอบของโครเมี่ยมประมาณ 30% หลังจากการรักษาพิเศษกลายเป็นโครงสร้างเม็ดละเอียด หากอุณหภูมิความร้อนเกิน850ºSเพิ่มข้าวและวัสดุทนความร้อนดังกล่าวกลายเป็นเปราะ เกรด Martensitic โดดเด่นด้วยเนื้อหาโครเมียมจาก 4% เป็น 12% นิกเกิลยังอาจจะอยู่ในปริมาณที่น้อยทังสเตนและองค์ประกอบอื่น ๆ พวกเขาผลิตชิ้นส่วนของกังหันวาล์วในรถ เหล็กที่มีอยู่ในโครงสร้างของ martensite และเฟอร์ไรท์ที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่องและการดำเนินงานในระยะยาว เนื้อหาโครเมียมถึง 14% austenite จะได้รับโดยการแนะนำทนความร้อนผสมนิกเกิล เหล็กที่มีโครงสร้างคล้ายมีหลายยี่ห้อ

โลหะผสมนิกเกิลตาม

นิกเกิลมีจำนวนของคุณสมบัติที่มีประโยชน์ เขามีผลกระทบในเชิงบวกต่อการแปรรูปเหล็ก (ทั้งร้อนและเย็น) หากรายการหรือเครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงยาสลบขององค์ประกอบนี้อย่างมีนัยสำคัญเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อน วัสดุทนความร้อนนิกเกิลฐานจะแยกออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้: ทนความร้อนและความร้อนทนตัวเอง หลังควรมีลักษณะที่ทนความร้อนต่ำสุด อุณหภูมิขณะใช้งานถึง 1,200 องศาเซลเซียส ยานอกจากนี้โครเมียมหรือไทเทเนียม ลักษณะ เหล็กอัลลอยด์ ที่มีนิกเกิลมีจำนวนน้อยของสิ่งสกปรกเช่นแบเรียมแมกนีเซียมโบรอนจึงมากขึ้นข้าวเขตแดนจะเสริม superalloys ประเภทนี้มีอยู่ในรูปแบบของการปลอมแปลงรีด นอกจากนี้ยังมีรายละเอียดที่เป็นไปได้ลดลง พื้นที่หลักของการประยุกต์ใช้ - การผลิตองค์ประกอบ ของกังหันก๊าซ ทนความร้อนผสมนิกเกิลฐานมีองค์ประกอบและสูงสุดถึง 30% โครเมียม พวกเขาจะค่อนข้างดีที่จะปั๊ม, เชื่อม นอกจากนี้การปรับความต้านทานสูง ซึ่งทำให้มันเป็นไปได้ที่จะใช้พวกเขาในระบบท่อส่งก๊าซ

ทนความร้อนเหล็ก, โลหะผสมไททาเนียม

ไทเทเนี่ยมเป็นที่รู้จักในปริมาณเล็กน้อย (0.3%) ในกรณีนี้มันจะเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสม ถ้าเนื้อหาของมันคือสูงขึ้นมากบางเสื่อมคุณสมบัติทางกล (ความแข็งความแข็งแรง) แต่ปั้นของการเพิ่มขึ้นของ นี้อำนวยความสะดวกในการประมวลผลของเหล็ก เมื่อผู้ไทเทเนียมร่วมกับส่วนประกอบอื่น ๆ อย่างมีนัยสำคัญสามารถปรับปรุงลักษณะที่อุณหภูมิสูง หากมีความต้องการที่จะทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นมิตร (โดยเฉพาะในกรณีที่การก่อสร้างที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อม) องค์ประกอบทางเคมีผสมข้อมูลการรับประกัน

โลหะผสมโคบอลต์

จำนวนมากของโคบอลต์ (ไม่เกิน 80%) ถูกนำมาใช้ในการผลิตวัสดุเช่น superalloys และโลหะผสมทนความร้อนเพราะมันแทบจะไม่เคยนำมาใช้ในรูปของสารบริสุทธิ์ การบริหารงานของมันช่วยเพิ่มความเหนียวเช่นเดียวกับความต้านทานภายใต้อุณหภูมิสูง และสูงกว่ามันเป็นปริมาณของโคบอลต์ที่จดทะเบียนในโลหะผสมที่สูงกว่า ในแสตมป์บางเนื้อหาถึง 30% อีกคุณสมบัติลักษณะของเหล็กเหล่านี้ - การปรับปรุงคุณสมบัติของแม่เหล็ก แต่เนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงของโคบอลต์การใช้งานค่อนข้าง จำกัด

อิทธิพลของโมลิบดีนัมใน superalloys

องค์ประกอบทางเคมีที่ใช้งานอย่างมีนัยสำคัญส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงของวัสดุที่อุณหภูมิสูง ที่มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้งานร่วมกับองค์ประกอบอื่น ๆ มันมีนัยสำคัญเพิ่มความแข็งของเหล็ก (แล้วที่เนื้อหา 0.3% ก) ความต้านแรงดึง นี้ยังเพิ่ม อีกคุณสมบัติในเชิงบวกที่มี superalloys โมลิบดีนัมเจือ - ระดับสูงของความต้านทานต่อการกระบวนการออกซิเดชัน โมลิบดีนัมก่อให้เกิดการปรับแต่งข้าว ข้อเสียคือความยากลำบากของการเชื่อม

เหล็กพิเศษอื่น ๆ และโลหะผสม

ในการดำเนินงานบางอย่างต้องใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติบางอย่าง ดังนั้นเราจึงสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการใช้โลหะผสมพิเศษซึ่งสามารถเป็นได้ทั้งอัลลอยด์และคาร์บอน ชุดสุดท้ายของลักษณะที่ต้องการจะบรรลุเนื่องจากความจริงที่ว่าผลิตจากโลหะผสมและการประมวลผลของพวกเขาเป็นเทคโนโลยีพิเศษ อีกโลหะผสมพิเศษและเหล็กจะแบ่งออกเป็นโครงสร้างและเครื่องมือ ท่ามกลางปัญหาหลักสำหรับประเภทของวัสดุนี้มีดังต่อไปต้านทานการกัดกร่อนและการสึกหรอกระบวนการความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นมิตรเพิ่มขึ้นลักษณะกล ในหมวดหมู่นี้เหล็กทนความร้อนและโลหะผสมที่มีอุณหภูมิในการทำงานสูงและเหล็กแช่แข็งที่สามารถทนได้ถึง-296ºS

เครื่องมือเหล็ก

สำหรับการผลิตเครื่องมือที่ใช้ในการผลิตเหล็กเครื่องมือพิเศษ เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าสภาพการทำงานที่แตกต่างกันของวัสดุจะถูกเลือกยังเป็นรายบุคคล เนื่องจากเครื่องมือที่มีความต้องการค่อนข้างสูงและลักษณะของโลหะผสมสำหรับการผลิตของพวกเขาเป็นที่เหมาะสม: พวกเขาจะต้องเป็นอิสระจากสิ่งสกปรกภายนอกรวมของกระบวนการ deoxidation จะดำเนินการออกและโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน สำหรับเครื่องมือวัดมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะมีเสถียรภาพในการทำงานและต่อต้านการสึกหรอ การพูดของเครื่องมือตัดที่พวกเขาทำงานที่อุณหภูมิสูง (ขอบร้อนเกิดขึ้น) แรงเสียดทานอย่างต่อเนื่องและการเสียรูป ดังนั้นสำหรับพวกเขามันเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะให้ความแข็งหลักเมื่อถูกความร้อน อีกประเภทหนึ่งของเหล็กเครื่องมือ - ความเร็วสูง โดยทั่วไปจะมีการผสมกับทังสเตน ความแข็งจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิประมาณ 600 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ยังมีตายเหล็ก พวกเขาได้รับการออกแบบมาสำหรับทั้งการเปลี่ยนรูปแบบร้อนและเย็น

ขอบเขตโลหะผสมวัตถุประสงค์พิเศษ

อุตสาหกรรมที่ใช้โลหะผสมที่มีลักษณะพิเศษที่ตั้ง เพราะคุณภาพที่เหนือกว่าพวกเขาจะขาดไม่ได้ในวิศวกรรม, การก่อสร้าง, อุตสาหกรรมปิโตรเลียม โลหะผสมทนความร้อนและทนความร้อนที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนของกังหันชิ้นส่วนสำหรับรถยนต์ เหล็กที่มีคุณสมบัติ anticorrosive สูงที่ขาดไม่ได้สำหรับการผลิตท่อเข็ม carburetors ดิสก์องค์ประกอบต่างๆของอุตสาหกรรมเคมี รางสำหรับรถไฟ, ถัง, การขนส่งหนอน - พื้นฐานสำหรับการทั้งหมดนี้เป็นเหล็กทนต่อการสึกหรอ ในการผลิตมวลของน็อตสกรูและรายการที่คล้ายกันใช้ผสมหุ่นยนต์ สปริงจะต้องเพียงพอที่ยืดหยุ่นและคงทน ดังนั้นวัสดุสำหรับพวกเขาคือเหล็กสปริง เพื่อที่จะปรับปรุงคุณภาพนั้นอัลลอยด์อีกด้วยโครเมียมโมลิบดีนัม โลหะผสมพิเศษและเหล็กกับชุดของลักษณะเฉพาะสามารถลดค่าใช้จ่ายของส่วนที่ก่อนหน้านี้ใช้โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก