Tepelně odolné slitiny. Speciálních ocelí a slitin. Výroba a použití žáruvzdorných slitin

Moderní průmysl si nelze představit bez materiálu, jako je ocel. S ním jsme konfrontováni téměř každém kroku. Zavedením do své struktury různé chemické prvky mohou podstatně zlepšit mechanické vlastnosti a výkon.

Co je ocel

Ocel s názvem slitinu, která se skládá z atomů uhlíku a železa. Také, jako slitina (umístěna fotografie níže), mohou mít jiné nečistoty chemických prvků.

Několik odlišných strukturálních stavy. V případě, že obsah uhlíku je v 0,025-0,8%, mezi daty pro-eutektoidní oceli a mají ve své struktuře perlitu a feritu. Pokud hypereutectoid oceli, je možné pozorovat perlitu a cementitu fáze. Charakteristickým rysem feritové struktury je velká tažnost. Cementitu má také značnou tvrdost. Perlit tvoří obě předchozí fázi. To může mít zrnitou formu (zrn feritu uspořádaných zahrnutím cementitu, které mají kruhový tvar) a talíř (obě fáze mají tvar desek). Je-li ocel zahřívá nad teplotou, při které se vyskytují polymorfy, pak se změní struktura na austenit. Tato fáze má vysokou tažnost. V případě, že obsah uhlíku vyšší než 2,14%, tyto materiály a slitiny se nazývají železo.

druhy oceli

V závislosti na složení oceli může být uhlíkové oceli a slitiny. Obsah uhlíku menší než 0,25% charakterizuje nízkouhlíkové oceli. V případě, že částka dosáhne 0,55%, pak můžeme hovořit o střednědobém slitiny. Ocel, která má ve svém složení více než 0,6% uhlíku, s názvem s vysokým obsahem uhlíku. V případě, že je produkován jako fúze, technologie zahrnuje zavedení specifických chemických prvků, to legované oceli s názvem. Zavedení různých složek se výrazně mění své vlastnosti. Pokud se jejich množství je menší než 4%, slitina nízkolegovaná. Srednelegirovannoj a vysoce legované oceli má v tomto pořadí na 11% a více než 12% nečistot. V závislosti na tom, kde v oblasti ocelových slitin jsou použity, se přidělí tyto druhy: instrumentální, konstrukční a speciálních ocelí a slitin.

výrobní technologie

ocelárenské proces je poměrně časově náročné. To zahrnuje několik etap. Za prvé, budete potřebovat suroviny - železné rudy. První stupeň zahrnuje ohřev na určitou teplotu. Když k tomu dojde, oxidační procesy. Ve druhém kroku se teplota bude mnohem vyšší. Oxid oxidační procesy jsou intenzivnější. Možný další kyslík obohacení slitiny. Nežádoucí nečistoty se odstraní do strusky. Dalším krokem je zaměřen na odstranění kyslíku z oceli, protože se podstatně snižuje mechanické vlastnosti. Tato difúze je možno provádět nebo vysrážení metody. Pokud nedojde dezoxidace proces, výsledný ocel se nazývá varu. Klidné slitina nevypouští plyny, kyslík je zcela odstraněn. Mezi jsou semi-zabit oceli. Výroba slitin železa dochází v krbu, indukční pece, zásaditém kyslíkovém konvertoru.

legování oceli

Aby se dosáhlo určitých vlastností oceli, jeho složení je podávána speciální dopanty. Hlavní výhody tohoto slitiny se zlepšenou odolnost k různým deformacím, spolehlivé komponenty a jiných konstrukčních prvků se značně zvyšuje. Kalení snižuje procento prasklin a jiných vad. Často takový způsob nasycení používají různé prvky pro dodání odolnosti vůči chemické korozi. Ale tam jsou některé nevýhody. Vyžadují další zpracování, je vysoká pravděpodobnost výskytu vlasových trhlin. Kromě toho, že zvyšuje náklady na materiál. Nejběžnější legovacích prvků - chrómu, niklu, wolframu, molybdenu a kobaltu. Jejich oblast použití je poměrně vysoká. Tato technika a výroba detailů potrubí, elektrárny, letadla a další.

Koncept tepelnou odolností a tepelnou odolností

Tepelný odpor termín má schopnost kovu nebo slitiny zachovat všechny své vlastnosti při provozu za vysokých teplot. V takovém prostředí je často pozorováno plynu korozi. Materiál proto musí mít odolnost proti jeho působení, to znamená, že je tepelně odolná. To znamená, že charakteristiky slitin jsou používány ve velkém teplotě by měla zahrnovat oba tyto pojmy. Pouze tehdy, pokud takové oceli poskytnout požadovanou životnost na náhradní díly, nářadí a dalších konstrukčních prvků.

Nabízí žáruvzdorné oceli

V případech, kdy je teplota dosahuje vysokých hodnot, to vyžaduje použití slitin, které se nezhroutí a odolávat deformaci. V tomto případě se tepelně odolné slitiny. Provozní teplota pro takové materiály - nad 500 ° C, Důležitým bodem charakterizující podobné oceli je limit vysoká odolnost, plasticita, která je udržována po dlouhou dobu, stejně jako relaxační odporu. Existuje celá řada částí, které mohou výrazně zvýšit odolnost vůči vysokým teplotám: kobalt, wolfram, molybden. A povinnou složkou je chrom. Nemá tolik vliv na sílu, zvyšuje odolnost vůči změně měřítka. Chrome také brání korozi procesy. Další důležitou vlastností slitin tohoto typu - pomalý tečení.

Klasifikace žáruvzdorné oceli struktury

Tepelně odolné a tepelně odolné slitiny jsou feritické třídu Martenzitická, austenitické a martenzitické struktury feritno. První se skládá z asi 30% chrómu. Po zvláštní zacházení se stává jemná struktura zrn. V případě, že teplota topného překročí 850ºS dojde ke zvýšení obilí, a takové tepelně odolné materiály křehnou. Martenzitické stupně charakterizované obsahem chrómu v rozmezí od 4% do 12%. Nikl rovněž může být přítomné v menších množstvích, wolfram a další prvky. Z nich vyrábět díly turbín, ventily ve vozidle. Oceli, které mají ve své struktuře martenzitické a ferit, vhodné pro provoz při konstantní vysoké teploty a dlouhodobý provoz. Obsah chrómu dosahuje 14%. Austenit získána zavedením do žáruvzdorné slitiny niklu. Ocel s podobnou strukturou mají mnoho značek.

slitiny na bázi niklu

Nikl má řadu užitečných vlastností. Má pozitivní vliv na opracovatelnost oceli (jak teplé a studené). V případě, že předmět nebo nástroj určený pro práci v náročném prostředí, dotování tohoto prvku výrazně zvyšuje odolnost proti korozi. Žárovzdorné bázi niklu materiály jsou rozděleny do následujících skupin: tepelně odolné a tepelně odolné sám. Ta by měla mít také minimální tepelně odolné vlastnosti. Provozní teploty dosáhnout 1200 ° C. Navíc podáván chrom nebo titan. Je příznačné, že ocel legovaná niklem, mají malé množství nečistot, jako je barium, hořčík, bór, a proto více hranice zrn jsou vyztuženy. Vysoce legované slitiny tohoto typu jsou k dispozici ve formě kované, válcované. Je také možné detaily odliv. Hlavní oblastí využití - výrobní prvky plynových turbín. Žárovzdorné bázi niklu slitiny mají složení a až 30% chrómu. Jsou poměrně dobře lisování, svařování. Kromě toho je odolnost proti opalu je vysoká. Díky tomu je možné je použít v plynovodní soustavy.

Žáruvzdorná ocel, slitiny titanu

Titan se přidává v malém množství (0,3%). V tomto případě se zvyšuje pevnost slitiny. Je-li obsah je podstatně vyšší, někteří zhoršení mechanických vlastností (tvrdost, pevnost). Ale plasticita vzestupu. To usnadňuje zpracování oceli. Pokud je podáván titan společně s jinými složkami může výrazně zlepšit vlastnosti při vysoké teplotě. V případě, že je potřeba pracovat v nepřátelském prostředí (zejména v případě, kdy stavba zahrnuje svařování), legující prvek je chemicky dat je zaručena.

slitiny kobaltu

Velké množství kobaltu (až 80%), se používá k výrobě takové materiály jako vysoce legovaných slitin a slitin tepelně odolné, protože se používá jen zřídka v jeho čisté formě. Jeho podávání zlepšuje tvárnost, jakož i odolnost za vysokých teplot. A čím vyšší je, tím vyšší je množství kobaltu zahrnuty ve slitině. V některých známkou její obsah dosahuje 30%. Dalším charakteristickým rysem těchto ocelí - zlepšení magnetických vlastností. Nicméně, vzhledem k vysokým nákladům na kobaltu, jeho použití je poměrně omezený.

Vliv molybdenu na vysoce legovaných slitin

Aktivní chemický prvek výrazně ovlivňuje pevnost materiálu při vysokých teplotách. Zvláště efektivní je jeho použití spolu s ostatními prvky. To výrazně zvyšuje tvrdost oceli (již při obsahu 0,3%). Pevnost v tahu také zvyšuje. Další pozitivní vlastnost, že mají vysoce legované slitiny dopované molybden - vyšší stupeň odolnosti proti oxidační procesy. Molybden přispívá ke zjemnění zrna. Nevýhodou je obtížné svařování.

Další speciální oceli a slitiny

Chcete-li provést některé úkoly vyžadují materiály, které mají určité vlastnosti. Můžeme tedy hovořit o použití speciálních slitin, které mohou být oba slitiny a uhlíková. Konečný soubor požadovaných vlastností je dosaženo v důsledku skutečnosti, že výroba slitin a jejich zpracování je speciální technologií. Další speciální slitiny a oceli jsou rozděleny do strukturních a instrumentální. Mezi hlavní problémy pro tento typ materiálu jsou následující: odolnost proti korozi a opotřebení procesy, schopnost pracovat v nepřátelském prostředí, zvýšené mechanické vlastnosti. V této kategorii jsou žáruvzdorné oceli a slitiny s vysokou pracovní teplotu a kryogenní oceli, která odolá až -296ºS.

ocelářský nástrojových

Pro výrobu nástrojů používaných při výrobě speciálních nástrojových ocelí. Vzhledem k tomu, že pracovní podmínky z různých materiálů jsou také vybrány individuálně. Vzhledem k tomu, že nástroje jsou poměrně vysoké požadavky, a charakteristiky slitin na jejich výrobu v případě potřeby: musí mít vnější nečistot, inkluze dezoxidace procesu je dobře provedeno, a homogenní strukturu. U měřidel je důležité mít stabilní výkon a odolávat opotřebení. Když už mluvíme o řezných nástrojů, které pracují při vysokých teplotách (vytápění okraj nastane), konstantní tření a deformace. Proto je pro ně velmi důležité, aby primární tvrdost při zahřátí. Dalším typem nástrojové oceli - vysoká rychlost. V podstatě, to je legované s wolframu. Tvrdost se udržuje na teplotě asi 600 ° C, K dispozici jsou také umírají ocelí. Jsou určeny jak pro teplou a studenou deformace.

Rozsah jednoúčelové slitiny

Mezi odvětví, která používají slitiny se zvláštními vlastnostmi nastaven. Vzhledem ke své vynikající kvality, které jsou nezbytné v strojírenství, stavebnictví, ropný průmysl. Tepelně odolné a tepelně odolné slitiny se používají při výrobě součástek turbín, díly pro automobily. Oceli, které mají vysoké antikorozní vlastnosti, jsou nezbytné pro výrobu trubek, karburátorů jehly, disky, různé prvky v chemickém průmyslu. Kolejnice pro železnice, vědra, housenka dopravy - základ pro to všechno jsou otěruvzdorné oceli. V hromadné výrobě šroubů, šroubů a podobné předměty použité automat slitiny. Pružiny musí být dostatečně pružný a odolný. Proto se materiál pro ně je z pružinové oceli. Za účelem zlepšení této kvality je dále legované chrómu, molybdenu. Všechny speciální slitiny a oceli se sadou specifických charakteristik může snížit náklady jednotlivých částí, pokud dříve použitých neželezných kovů.