Žáruvzdorné ocelové odlitky jsou díly odlévané ze žáruvzdorné legované oceli jako suroviny. Za vysokých teplot se ocel s odolností proti oxidaci, dostatečnou pevností při vysokých teplotách a dobrou tepelnou odolností nazývá žáruvzdorná ocel. Žáruvzdornou ocel lze podle jejích vlastností rozdělit na dva druhy: oxidačně odolnou ocel a žárupevnou ocel. Antioxidační ocel je také označována jako ocel bez pláště. Ocel s vysokou pevností za tepla označuje ocel, která má dobrou odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách a vysokou pevnost při vysokých teplotách. V případě stejného chemického složení má litý stav vyšší tepelnou pevnost než stav válcovaný. Díly z lité žáruvzdorné oceli zaujímají v oblasti žáruvzdorné oceli velký podíl.
Některé vysoce legované žáruvzdorné oceli se obtížně opracovávají a deformují. Výroba odlitků je nejen cenově výhodnější než válcované výrobky, ale také odlitky mají vyšší pevnost. Žáruvzdorná litá ocel proto zaujímá značný podíl žáruvzdorné oceli. Kromě lití do písku lze k získání výrobků s hladkým povrchem a přesnými rozměry použít také techniky přesného lití. Odstředivé lití se často používá pro vysokoteplotní pecní trubky pro krakování syntetického amoniaku a etylenu
Podle metalografické struktury v normalizovaném stavu lze žáruvzdornou litou ocel rozdělit do čtyř kategorií: perlitová žáruvzdorná ocel, martenzitická žáruvzdorná ocel, feritická žáruvzdorná ocel a austenitická žáruvzdorná ocel.
1. Perlitická žáruvzdorná litá ocel
Legujícími prvky perlitové žáruvzdorné lité oceli jsou zejména chrom a molybden a jejich celkové množství obecně nepřesahuje 5 %. Jeho struktura má kromě perlitu a feritu také bainit. Tento druh oceli má dobrou pevnost při vysokých teplotách a procesní výkon při 500-600 ℃. Jsou široce používány k výrobě tepelně odolných dílů pod 600 ℃, jako jsou ocelové trubky kotlů, oběžná kola parních turbín, rotory, spojovací prvky, vysokotlaké nádoby, potrubí atd. Typické třídy jsou: 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12Cr2MoWVTi2Mo, 10C , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV atd.
Tepelné zpracování odlitků z perlitové žáruvzdorné oceli se převážně normalizuje nebo kalí a popouští, aby se získala stabilní struktura, dobré komplexní mechanické vlastnosti a požadovaná pevnost za podmínek vysokých teplot.
2. Martenzitická žáruvzdorná litá ocel
Obsah chrómu v martenzitické žáruvzdorné lité oceli je obecně 7-13 %. Má vyšší pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti oxidaci a odolnost proti korozi vodní párou pod 650 ℃, ale jeho svařitelnost je špatná. 1Cr13, 2Cr13 obsahující asi 12 % chrómu a na tomto základě vyvinuté oceli jako 1Cr11MoV, 1Cr12WMoV, 2Cr12WMoNbVB a další slitiny se obvykle používají k výrobě lopatek parních turbín, kotoučů, hřídelí, spojovacích prvků atd. Kromě toho 9Si2Mo2,4C atd. použitý při výrobě výfukových ventilů pro spalovací motory jsou také martenzitické žáruvzdorné oceli.
Běžným procesem tepelného zpracování odlitků martenzitické žáruvzdorné oceli je normalizace + popouštění.
3. Feritická žáruvzdorná litá ocel
Feritická žáruvzdorná litá ocel obsahuje více chrómu, hliníku, křemíku a dalších prvků tvořících jednofázovou feritovou strukturu, která má dobrou odolnost proti oxidaci a odolnost proti korozi plynem za vysokých teplot, ale jejich pevnost při vysokých teplotách je nízká, při pokojové teplotě Křehkost je větší a svařitelnost je špatná. Například 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2 atd. Feritická žáruvzdorná litá ocel se obecně používá k výrobě dílů, které nesou nízké zatížení a vyžadují odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách.
Tepelné zpracování odlitků z feritické žáruvzdorné oceli obecně využívá žíhání, aby se uvolnilo napětí, a poté rychlé ochlazení (aby rychle prošlo křehkou zónou 400-500 ℃).
4. Austenitická žáruvzdorná litá ocel
Austenitická žáruvzdorná litá ocel obsahuje více prvků tvořících austenit jako nikl, mangan, dusík atd., při teplotách nad 600°C má dobrou pevnost při vysokých teplotách a strukturální stabilitu a dobrý svařovací výkon. Obvykle se používá jako tepelně odolný materiál, který pracuje nad 600 °C. Typické třídy jsou 1Cr18Ni9Ti (321), 1Cr23Ni13 (309), 0Cr25Ni20 (310S), 1Cr25Ni20Si2 (314), 2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4CrW24Mo, atd14.
Austenitická antioxidační ocel může být ošetřena vysokoteplotním roztokovým tepelným zpracováním, aby se dosáhlo dobré deformace za studena. Austenitická ocel s vysokou pevností za tepla se nejprve ošetří vysokoteplotním roztokem a poté se provádí stárnutí při teplotě o 60-100 ℃ vyšší, než je teplota použití, aby se stabilizovala struktura a vysrážela se druhá fáze, aby se zpevnila matrice.
Použití tepelně odolných ocelových odlitků
Žáruvzdorná ocel se často používá k výrobě dílů a součástí, které pracují při vysokých teplotách v průmyslových odvětvích, jako jsou kotle, parní turbíny, energetické stroje, průmyslové pece a letecký a petrochemický průmysl. Tyto díly vyžadují kromě pevnosti za vysokých teplot a odolnosti proti oxidaci a korozi za vysokých teplot také dostatečnou houževnatost, dobrou zpracovatelnost a svařitelnost a určitý stupeň strukturální stability podle různého použití.
Některé třídy žáruvzdorné legované oceli a jejich aplikace | |
| Třída oceli | Provozní teplota a aplikace |
| 00Cr12 | Antioxidační teplota 600 ~ 700 ℃, používá se jako vysokoteplotní, vysokotlaké tělo ventilu, hořák |
| 0Cr13Al | Použitelný teplotní rozsah 700~800℃, lopatka kompresoru plynové turbíny |
| 1Cr17 | Antioxidace při teplotách pod 900 ℃, používá se jako vysokoteplotní díly a trysky pro pece |
| 1Cr12 | Odolnost proti oxidaci a vysoká pevnost při vysokých teplotách v teplotním rozsahu 600 ~ 700 ℃ a používá se pro vysokoteplotní části lopatek parních turbín, trysek a ventilů hořáků kotlů. |
| 1Cr13 | Teplota oxidační odolnosti je 700 ~ 800 ℃ a její použití je stejné jako u oceli 1Cr12 |
| 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti | Antioxidační teplota pod 870 ℃, může být použita jako topná povrchová trubka kotle, části topné pece, výměník tepla, muflová pec, konvertor, tryska |
| 0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb | Je odolný vůči vysokoteplotní korozi a oxidaci v teplotním rozsahu 400 ~ 900 ℃ a může být použit pro potrubní tvarovky, jejichž pracovní teplota je nižší než 850 ℃ |
| 0Cr23Ni13 | Antioxidační teplota až 980 ℃, používá se pro hořákovou trubici, lopatku parní turbíny, těleso topné pece, zařízení pro konverzi metanu, vysokoteplotní separační zařízení |
| 0Cr25Ni20 | Antioxidační teplota až 1035 ℃, používaná pro ohřev částí pece; části plynového přepravního systému s pracovní teplotou pod 950 ℃ |
| 0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2 | Antioxidační teplota není nižší než 870 ℃, pracovní teplota je 600 ~ 750 ℃, trubky výměníků tepla a armatury pecí pro chemický průmysl a rafinaci ropy. |
| 0Cr17Ni7Al | Vysokoteplotní nosné díly s pracovní teplotou pod 550℃ |
Čas odeslání: 10. září 2021