Отливки из жаропрочной стали, полученные методом литья по выплавляемым моделям

Жаростойкая сталь относится к стали с устойчивостью к высокотемпературному окислению и жаропрочностью. Устойчивость к высокотемпературному окислению является важным условием, обеспечивающим длительную работу детали при высокой температуре. В окислительной среде, такой как высокотемпературный воздух, кислород вступает в химическую реакцию с поверхностью стали, образуя различные слои оксида железа. Оксидный слой очень рыхлый, теряет первоначальные свойства стали и легко отпадает. Чтобы улучшить стойкость стали к высокотемпературному окислению, в сталь добавляют легирующие элементы для изменения оксидной структуры. Обычно используемыми легирующими элементами являются хром, никель, хром, кремний, алюминий и так далее. Стойкость стали к высокотемпературному окислению связана только с химическим составом.

Под жаропрочностью понимают способность стали выдерживать механические нагрузки в течение длительного времени при высоких температурах. Существует два основных воздействия стали на механическую нагрузку при высокой температуре. Один – размягчение, то есть прочность снижается с повышением температуры. Второй — ползучесть, то есть под действием постоянного напряжения величина пластической деформации со временем медленно увеличивается. Пластическая деформация стали при высокой температуре обусловлена ​​внутризеренным и зернограничным скольжением. Для повышения жаропрочности стали обычно применяют методы легирования. То есть в сталь добавляют легирующие элементы для улучшения силы связи между атомами и формирования благоприятной структуры. Добавление хрома, молибдена, вольфрама, ванадия, титана и т. д. может укрепить стальную матрицу, повысить температуру рекристаллизации, а также может образовать упрочняющую фазу карбидов или интерметаллических соединений, таких как Cr23C6, VC, TiC и т. д. Эти упрочняющие фазы: стабильны при высоких температурах, не растворяются, не образуют агрегаций и сохраняют твердость. Никель добавляют главным образом для полученияаустенит. Атомы в аустените расположены плотнее, чем в феррите, сила связи между атомами сильнее, диффузия атомов затруднена. Следовательно, высокотемпературная прочность аустенита выше. Видно, что жаропрочность жаропрочной стали связана не только с химическим составом, но и с микроструктурой.

Высоколегированный жаропрочныйстальное литьешироко используются в случаях, когда рабочая температура превышает 650 ℃. Отливки из жаростойкой стали относятся к сталям, работающим при высоких температурах. Разработка отливок из жаропрочной стали тесно связана с технологическим прогрессом различных отраслей промышленности, таких как электростанции, котлы, газовые турбины, двигатели внутреннего сгорания и авиационные двигатели. Из-за разных температур и напряжений, используемых различными машинами и устройствами, а также из-за разных сред, типы используемой стали также различаются.

Стандарты жаропрочной литой стали в разных странах
1) Китайский стандарт
GB/T 8492-2002 «Технические условия для отливок из жаропрочных сталей» определяет марки и механические свойства различных жаропрочных литейных сталей при комнатной температуре.
2) Европейский стандарт
Стандарты жаростойкой литой стали EN 10295-2002 включают аустенитную жаропрочную нержавеющую сталь, ферритную жаропрочную нержавеющую сталь и аустенитно-ферритную дуплексную жаропрочную нержавеющую сталь, а также сплавы на основе никеля и сплавы на основе кобальта.
3) Американские стандарты
Химический состав, указанный в ANSI/ASTM 297-2008 «Общие промышленные отливки из жаростойкой стали из железа, хрома, железа, хрома и никеля», является основой для приемки, а испытание механических характеристик проводится только по запросу покупателя. время заказа. Другие американские стандарты, касающиеся жаростойкой литой стали, включают ASTM A447/A447M-2003 и ASTM A560/560M-2005.
4) немецкий стандарт
В DIN 17465 «Технические условия для отливок из жаропрочных сталей» отдельно указываются химический состав, механические свойства при комнатной температуре и высокотемпературные механические свойства различных марок жаропрочных сталей.
5) Японский стандарт
Марки в JISG5122-2003 «Отливки из жаропрочной стали» в основном такие же, как в американском стандарте ASTM.
6) Русский стандарт
ГОСТ 977-1988 выделяют 19 жаростойких марок литейных сталей, в том числе среднехромистые и высокохромистые жаропрочные стали.

Влияние химического состава на срок службы жаропрочной стали.
Существует достаточно многообразие химических элементов, которые могут повлиять на срок службы жаропрочной стали. Эти эффекты проявляются в повышении устойчивости структуры, предотвращении окисления, образовании и стабилизации аустенита, предотвращении коррозии. Например, редкоземельные элементы, являющиеся микроэлементами в жаропрочной стали, позволяют значительно улучшить стойкость стали к окислению и изменить термопластичность. В качестве основных материалов жаропрочных сталей и сплавов обычно выбирают металлы и сплавы с относительно высокой температурой плавления, высокой энергией активации самодиффузии или низкой энергией дефекта упаковки. Различные жаропрочные стали и жаропрочные сплавы предъявляют очень высокие требования к процессу выплавки, поскольку наличие включений или некоторых металлургических дефектов в стали снижает предел прочности материала.

Влияние передовых технологий, таких как обработка раствором, на срок службы жаропрочной стали
Для металлических материалов использование различных процессов термообработки повлияет на структуру и размер зерна, тем самым изменяя степень сложности термической активации. При анализе разрушения отливки существует множество факторов, которые приводят к разрушению, в основном термическая усталость приводит к зарождению и развитию трещин. Соответственно, существует ряд факторов, влияющих на зарождение и распространение трещин. Среди них чрезвычайно важное значение имеет содержание серы, поскольку трещины преимущественно развиваются по сульфидам. На содержание серы влияет качество сырья и процесс его выплавки. Для отливок, работающих в защитной атмосфере водорода, если в водороде содержится сероводород, отливки подвергаются сульфированию. Во-вторых, адекватность обработки раствором повлияет на прочность и ударную вязкость отливки.