Отливки из жаропрочной стали методом литья по выплавляемым моделям

Жаропрочная сталь относится к стали с высокотемпературной стойкостью к окислению и жаропрочностью.Стойкость к высокотемпературному окислению является важным условием длительной работы заготовки 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 характеристики стали и легко отваливается.Для повышения стойкости стали к высокотемпературному окислению в сталь добавляются легирующие элементы для изменения оксидной структуры.Обычно используемыми легирующими элементами являются хром, никель, хром, кремний, алюминий и так далее.Стойкость стали к окислению при высоких температурах связана только с химическим составом.

Под жаропрочностью понимается способность стали выдерживать механические нагрузки в течение длительного времени при высоких температурах.Есть два основных эффекта стали при механической нагрузке при высокой температуре.Один – размягчение, то есть прочность уменьшается с повышением температуры.Второй – ползучесть, то есть под действием постоянного напряжения величина пластической деформации медленно увеличивается со временем.Пластическая деформация стали при высокой температуре обусловлена ​​внутризеренным скольжением и скольжением по границам зерен.Для повышения жаропрочности стали обычно применяют методы легирования.То есть в сталь добавляются легирующие элементы для улучшения силы связи между атомами и формирования благоприятной структуры.Добавление хрома, молибдена, вольфрама, ванадия, титана и т. д. может упрочнить стальную матрицу, повысить температуру рекристаллизации, а также может образовать карбиды упрочняющей фазы или интерметаллические соединения, такие как Cr23C6, VC, TiC и т. д. Эти упрочняющие фазы стабильны при высоких температурах, не растворяются, не агрегируют, не растут и сохраняют свою твердость.Никель добавляют в основном для полученияаустенит.Атомы в аустените расположены плотнее, чем в феррите, сила связи между атомами сильнее, а диффузия атомов затруднена.Следовательно, жаропрочность аустенита лучше.Видно, что жаропрочность жаростойкой стали связана не только с химическим составом, но и с микроструктурой.

Высоколегированная жаропрочнаястальные отливкишироко используются в случаях, когда рабочая температура превышает 650 ℃.Отливки из жаропрочных сталей относятся к сталям, работающим при высоких температурах.Развитие литья из жаростойкой стали тесно связано с техническим прогрессом различных отраслей промышленности, таких как электростанции, котлы, газовые турбины, двигатели внутреннего сгорания и авиадвигатели.Из-за различных температур и напряжений, используемых различными машинами и устройствами, а также различных сред, типы используемых сталей также различны.

Стандарты жаростойкой литой стали в разных странах
1) китайский стандарт
GB/T 8492-2002 «Технические условия для отливок из жаростойкой стали» определяет сорта и механические свойства при комнатной температуре различных жаропрочных литейных сталей.
2) Европейский стандарт
Стандарты жаростойкой литой стали EN 10295-2002 включают аустенитную жаростойкую нержавеющую сталь, ферритную жаростойкую нержавеющую сталь и аустенитно-ферритную дуплексную жаростойкую нержавеющую сталь, а также сплавы на основе никеля и сплавы на основе кобальта.
3) американские стандарты
Химический состав, указанный в ANSI/ASTM 297-2008 «Отливки из жаростойкой стали общего назначения из железа, хрома, железа, хрома и никеля», является основанием для приемки, а испытание на механические характеристики проводится только тогда, когда покупатель запрашивает его в время заказа.Другие американские стандарты, касающиеся жаропрочной 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 указаны химический состав, механические свойства при комнатной температуре и высокотемпературные механические свойства различных марок жаропрочных литейных сталей.
5) Японский стандарт
Марки в JISG5122-2003 «Жаропрочные стальные отливки» в основном такие же, как в американском стандарте ASTM.
6) Русский стандарт
В ГОСТ 977-1988 указано 19 марок жаростойких литейных сталей, в том числе среднехромистые и высокохромистые жаропрочные стали.

Влияние химического состава на срок службы жаростойкой стали.
Существует достаточно много различных химических элементов, которые могут повлиять на срок службы жаростойкой стали.Эти эффекты проявляются в повышении стабильности структуры, предотвращении окисления, образовании и стабилизации аустенита, предотвращении коррозии.Например, редкоземельные элементы, которые являются микроэлементами в жаропрочной стали, могут 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, так как наличие включений или тех или иных металлургических дефектов в стали будет снижать предел выносливости материала.

Влияние передовой технологии, такой как обработка раствором, на срок службы жаропрочной стали
Для металлических материалов использование различных процессов термической обработки повлияет на структуру и размер зерна, тем самым изменив степень сложности термической активации.При анализе разрушения отливки существует множество факторов, которые приводят к разрушению, в основном термическая усталость приводит к зарождению и развитию трещины.Соответственно, существует ряд факторов, влияющих на зарождение и распространение трещин.Среди них крайне важно содержание серы, так как трещины в основном развиваются по сульфидам.На содержание серы влияет качество сырья и его плавка.Для отливок, работающих в защитной атмосфере водорода, если в водороде содержится сероводород, отливки будут сульфурированы.Во-вторых, адекватность обработки раствором повлияет на прочность и ударную вязкость отливки.