rezistență la căldură și rezistență la căldură

Rezistența la căldură (rezistența la scalare) - capacitatea de metale și aliaje rezista la coroziune de gaz la temperaturi ridicate pentru o lungă perioadă de timp.

Dacă produsul funcționează într-o atmosferă oxidantă, la o temperatură de 500..550 ° C fără sarcini mari, este suficient ca acestea au fost doar rezistente la căldură (de exemplu, părți de cuptoare de încălzire).

Aliaje pe bază de fier, la temperaturi de peste 570 ° C intens oxidat, așa cum au format în aceste condiții, suprafața metalică a oxidului de fier (wüstit) cu un simplu grilaj având un deficit de atomi de oxigen (soluție solidă de scădere) nu împiedică difuzia oxigenului și metal. O educație la scară casant intensivă.

Fig. 20.2. Efectul de crom asupra rezistența termică a oțelului crom

Pentru a îmbunătăți rezistența la căldură a elementelor din oțel sunt introduse, care formează oxizi cu oxigen cu o structură densă a rețelei cristaline (crom, siliciu, aluminiu).

Gradul de aliere a oțelului, pentru a preveni oxidarea depinde de temperatura. Efectul de crom asupra rezistența termică a oțelului crom prezentat în ris.20.2.

Au silhromy de mare rezistență la căldură, aliaje pe bază de nichel - nicrom, 08H17T din oțel, 36H18N25S2, 15H6SYU.

Rezistența la căldură, rezistent la temperaturi ridicate oteluri si aliaje

Rezistenta la caldura - aceasta este capacitatea metalului de a rezista la deformare plastică și degradare la temperaturi ridicate.

materiale rezistente la căldură sunt utilizate pentru piese care funcționează la temperaturi ridicate, atunci când apare fenomenul de fluaj.

Criteriile de evaluare a rezistenței la căldură sunt rezistență pe termen scurt și lung, fluajul.

rezistența pe termen scurt este determinată folosind o testare la întindere a probelor discontinue. Probele au fost plasate într-un cuptor și sunt testate la o temperatură predeterminată. = Se indică rezistența pe termen scurt, de exemplu 300 ° C = 300MPa.

Durabilitatea depinde de durata testului.

rezistență Limita de curgere lenta este tensiunea maxima. care provoacă distrugerea probei la o temperatură predeterminată pentru o anumită perioadă de timp.

De exemplu, = 200 MPa, indicele superior înseamnă o temperatură de testare, iar cea mai mică - o durată predeterminată a testului în ore. Pentru cazan plante necesită o valoare rezistență scăzută, dar în câțiva ani.

Clasificarea oțelurilor rezistente la căldură și aliaje

La temperaturi de până la 300 ° C oțelurile structurale normale au o rezistență ridicată, nu este nevoie de a utiliza un oțel înalt aliat.

oțel rezistent la căldură perlitice. Acest grup include oțelul cazanului și silhromy. Aceste oțeluri sunt utilizate pentru fabricarea de piese de cazane, turbine cu abur, motoare cu ardere internă. Oțelurile conțin relativ puțin carbon. Alierea oțeluri cu crom, molibden și vanadiu se face pentru a crește temperatura de recristalizare (marca 12H1MF, 20H3MF). Utilizat în caz de înaltă călită și condiție. Uneori întărire înlocui normalizare. Ca rezultat al acestei plăci formate produse de transformare austenită care asigură o rezistență termică mai mare. rezistență la fluaj a acestor oțeluri este acela de a asigura o deformare reziduală în intervalul de la 1% în 10.000 ... 100.000 ore de funcționare.

oțelurile perlitice au sudabilitate satisfăcătoare, deci este utilizat pentru structuri sudate (de exemplu, conducte supraîncălzitoare).

Pentru fabricarea pieselor rezistente la căldură, care nu necesită sudură (supape motor cu ardere internă) aplică oțel hromokremnistye - silhromy: 40H10S2M, 40H9S2, H6S.

Proprietățile rezistente la căldură cresc odată cu gradul de dopaj. Silhromy supus călire de la o temperatură de circa 1000 ° C și temperat la o temperatură de 720 ... 780 ° C.

La temperaturi de funcționare de 500 ... 700 ° C, se utilizează oțel austenitic. Dintre aceste oteluri produse supape motor, palete de turbine cu gaz, duză jet de motor, etc.

Principalele oțeluri rezistente la căldură sunt austenitic oțel crom-nichel, este dopat suplimentar wolfram, molibden, vanadiu, și alte elemente. Steel conține 15 ... 20% crom și 10 ... 20% nichel. Au rezistență la căldură și rezistență la căldură, ductil, bine sudate, dar de prelucrare dificil și presiune în intervalul de temperatură casanți de aproximativ 600 ° C, datorită degajării diferitelor limite de fază.

Conform oțelurile structura sunt împărțite în două grupe:

2. Oțel austenitic cu 37H12N8G8MFB structură eterogenă, 10H11N20T3R.

Tratarea termica a otelurilor include călire de la 1050 ... 1100 ° C. După îmbătrânire durificare, la o temperatură mai operațional (600 ... 750 ° C). În timpul expunerii la aceste temperaturi într-o formă carburile alocate dispersate, carbonitruri, în care rezistența oțelului crește.

Părți care funcționează la temperaturi de 700 ... 900 ° C, este realizat din aliaje pe bază de nichel și cobalt (de exemplu, motoare cu turbină cu jet).

Aliaje de nichel sunt utilizate, de preferință, într-o stare deformată. Ele conțin mai mult de 55% nichel și conținut scăzut de carbon (0,06 ... 0,12%). Conform proprietăților rezistente la căldură sunt superioare la cele mai bune oțel rezistent la căldură.

Conform structurii aliajelor de nichel sunt împărțite în omogene (nicrom) și eterogenă (Nimonic).

Nicrom. Baza pentru aceste aliaje este nichel, iar principalul element de aliere - crom (HN60YU, XH78T).

Nicrom nu au rezistență la temperaturi ridicate, dar acestea sunt foarte rezistente la căldură. Acestea sunt utilizate pentru piese ușor încărcate care operează în medii oxidante, inclusiv pentru elementele de încălzire.

aliaje Nimonic sunt sfert nichel - crom (aproximativ 20%) - Ti (2%) - aluminiu (aproximativ 1%) (HN77TYU, HN70MVTYUB, HN55VMTFKYU). Utilizat numai în stare tratate termic. Tratamentul termic constă în stingerea de 1050 ... 1150 ° C în aer și revenire - îmbătrânire la 600 ... 800 o C.

Creșterea rezistenței la căldură a aliaj de nichel soluție complexă solidă durificare este realizată prin introducerea de cobalt, molibden, tungsten.

Materialele de bază care pot funcționa la temperaturi de peste 900 ° C (2500 ° C) sunt aliaje pe bază de metale refractare - tungsten, molibden, niobiu și altele.

Punctele de topire ale principalelor metale refractare: wolfram - 3400 o C, tantal - 3000 o C, molibden - 2640 o C, niobiu - 2415 ° C, crom - 1900 o C.

Rezistența la temperatură ridicată a acestor metale a provocat o mare forță a legăturilor interatomice în rețeaua cristalină și temperaturile ridicate de recristalizare.

Cele mai frecvent utilizate aliaje pe bază de molibden. Ca dopanții sunt introduse în aliaje de titan, zirconiu, niobiu. Pentru a proteja împotriva siliconare oxidare se realizează pe suprafața aliajului format MoSi2 grosime a stratului de 0,03 ... 0,04 mm. La 1700 ° C părți siliconate poate funcționa 30 de ore.

Tungsten - metalul cel mai refractar. Este folosit ca element de aliere în oțelurile și aliajele pentru diverse scopuri, în electronică și inginerie electrică (încălzitoare cu filament din dispozitivele de vid).

In ca elemente de aliere adăugate la tungsten molibden, reniu și tantal. aliaje de wolfram cu reniu menține plasticitate la -196 ° C și au o rezistență la tracțiune de 150 MPa la 1800 o C.

Pentru aliajele pe bază de tungsten sunt caracterizate prin rezistență la foc mic, un film format din oxid metalic depășește volumul de mai mult de trei ori, astfel încât acestea sunt sparte și curățate. Produse fabricate, care funcționează într-un vid).