Proprietățile fizice ale oțelului rezistent la căldură
Evident, cea mai proeminentă caracteristică a oțelului rezistent la căldură este rezistența la temperaturi ridicate, care poate menține forma normală a piesei de prelucrat și cerințele de performanță de lucru într-un mediu de lucru cu temperatură ridicată. Deci, pe lângă rezistența la temperaturi ridicate, care sunt proprietățile fizice de bază ale oțelului rezistent la căldură? Acum le vom enumera unul câte unul.
Rezistența la coroziune la temperaturi ridicate a oțelului rezistent la căldură
Oțelul rezistent la căldură funcționează adesea într-un mediu corosiv complex la temperaturi ridicate. Rezistența la coroziune la temperaturi ridicate este o cerință de performanță foarte importantă a oțelului rezistent la căldură. Coroziunea la temperatură ridicată este reacția materialelor cu diverse medii gazoase la temperaturi ridicate. Principalele forme de coroziune a gazului la temperatură înaltă sunt: oxidarea la temperatură înaltă, vulcanizarea, nitrurarea, carbonizarea și alte forme. În plus, există îmbrăcăminte de sare topită la temperatură înaltă, coroziune metal lichid la temperatură ridicată.
Proprietățile fizice ale oțelului rezistent la căldură sunt rezistente la oxidarea la temperaturi ridicate
Când afinitatea dintre metal și oxigen este mare, iar solubilitatea oxigenului în cristalul de crom ajunge la saturație, pe suprafața metalului se formează nitruri. Odată ce se formează un film de oxid, continuarea procesului de oxidare va depinde de doi factori: (a) viteza de reacție la interfață, inclusiv viteza de reacție la interfața metal/oxid și interfața oxid/gaz; (b) viteza de difuzie a materialului care participă la reacție prin filmul de oxid. În general, atunci când suprafața metalului reacționează inițial cu oxigenul pentru a produce o peliculă de oxid extrem de subțire, reacția de interfață joacă un rol principal, adică reacția de interfață este factorul de control pentru formarea peliculei de oxid. Cu toate acestea, odată cu creșterea filmului de oxid, procesul de difuzie va juca treptat un rol din ce în ce mai important ca factor de control al oxidării continue. Filmul de oxid format pe suprafața metalului este în general solid, dar, în funcție de natura peliculei de oxid, la temperaturi mai ridicate, unii oxizi metalici sunt lichizi, iar alții sunt gazoși.
La oțelul rezistent la căldură se adaugă elemente de crom, aluminiu, siliciu și pământuri rare pentru a forma o peliculă de oxid de protecție completă și densă cu oxigen. Aplicarea acoperirii pe suprafața metalului este, de asemenea, o metodă importantă de îmbunătățire a rezistenței la oxidarea la temperaturi ridicate. De exemplu, aluminizarea, siliconizarea sau crom-aluminiul, crom-siliconizarea pe suprafața oțelului termorezistent au efecte antioxidante semnificative.
Proprietățile fizice ale oțelurilor rezistente la căldură rezistente la vulcanizare la temperatură înaltă
Vulcanizarea la temperatură înaltă este o formă mai gravă de coroziune la temperatură înaltă decât oxidarea pură, deoarece pelicula de sulfură are o concentrație de defect mai mare decât pelicula de oxid și este mai predispusă la crăpare și spălare, în special punctul de topire scăzut al sulfurei, vapori mari. presiune și punctul eutectic scăzut al majorității sulfurilor. În timpul vulcanizării, forma de existență a sulfului are un efect asupra vitezei de vulcanizare la temperatură ridicată. Sulful în fază de vapori poate fi sub formă de vapori de sulf, dioxid de sulf, trioxid de sulf, hidrogen sulfurat și sulfură organică. Când sulful și oxigenul sunt prezente în același timp, pe suprafața metalului se formează adesea un strat de rugină amestecat de oxizi și sulfuri, care este mai protector decât sulfurile produse în H2S sau vaporii organici de sulf și sulf.
Deoarece vulcanizarea este similară cu oxidarea, teoria de bază a oxidării și măsurile de bază ale oxidării textilelor sunt aplicabile vulcanizării. Adăugarea de crom, aluminiu, siliciu și alte elemente de aliere la oțel poate preveni sau încetini vulcanizarea la temperaturi ridicate într-o anumită măsură.
Proprietățile fizice ale oțelurilor rezistente la căldură împotriva nitrurării la temperaturi înalte
Nitrurarea este diferită de oxidare și vulcanizare, iar forma sa de defecțiune este, de asemenea, diferită. În timpul nitrurării, produsul final poate fi toate straturile de nitrură, dar rezistența la coroziune a stratului este slabă în soluție apoasă sau plasticitatea metalului este redusă din cauza difuziei azotului în metal și atunci când un strat continuu de nitrură nu poate. se formează pe suprafața metalică, stratul este foarte verde. Prin urmare, nu există aproape niciun efect protector asupra elementului de bază. Prin urmare, odată ce se formează nitrurarea pe suprafața metalului, performanța generală a materialului metalic va fi redusă semnificativ.
Fierul, cromul, aluminiul, titanul și alte elemente sunt ușor de format nitruri; Nichelul, cuprul și alte elemente nu formează nitruri stabile chiar și la temperaturi ridicate. Prin urmare, nichelul, cuprul și alte elemente au un efect asupra inhibării nitrurării. Într-o atmosferă mixtă (cum ar fi o atmosferă care conține sulf), nichelul nu poate inhiba nitrurarea datorită vulcanizării sale ușoare. Cu toate acestea, în inginerie practică, materialul cu un nivel ridicat de nichel-crom este încă cel mai bun material pentru a rezista nitrurării la temperaturi înalte. Preoxidarea materialului are un anumit efect asupra îmbunătățirii rezistenței sale la oxidare, în special pentru oțelul inoxidabil termorezistent.
