Отливки из жаростойкой стали – это детали, отлитые из жаропрочной легированной стали в качестве сырья.В условиях высоких температур сталь с стойкостью к окислению, достаточной жаропрочностью и хорошей термостойкостью называется жаропрочной сталью.По своим свойствам жаропрочные стали можно разделить на два вида: стали стойкие к окислению и стали жаропрочные.Антиокислительную сталь также называют сталью без кожи.Горячепрочная сталь относится к стали, которая имеет хорошую стойкость к окислению при высоких температурах и высокую жаропрочность.При одинаковом химическом составе в литом состоянии термическая прочность выше, чем в прокатанном.Детали из литых жаропрочных сталей занимают большую долю в области жаростойких сталей.
Некоторые высоколегированные жаропрочные стали плохо поддаются обработке и деформации.Производство отливок не только более экономично, чем прокат, но и отливки обладают более высокой выносливостью.Поэтому жаропрочная литая сталь занимает значительную долю жаростойкой стали.Помимо литья в песчаные формы, для получения изделий с гладкими поверхностями и точными размерами можно также использовать методы точного литья.Центробежное литье часто используется для труб высокотемпературных печей для крекинга синтетического аммиака и этилена.
По металлографической структуре в нормализованном состоянии жаропрочные литые стали можно разделить на четыре категории: перлитные жаропрочные стали, мартенситные жаропрочные стали, ферритные жаропрочные стали и аустенитные жаропрочные стали.
1. Перлитная жаропрочная литая сталь
Легирующими элементами перлитной жаропрочной литой стали в основном являются хром и молибден, а их общее количество обычно не превышает 5 %.Кроме перлита и феррита в его структуре присутствует еще и бейнит.Этот вид стали обладает хорошей жаропрочностью и технологическими характеристиками при температуре 500-600 ℃.Они широко используются для изготовления жаропрочных деталей ниже 600 ℃, таких как стальные трубы котлов, рабочие колеса паровых турбин, роторы, крепежные детали, сосуды высокого давления, трубопроводы и т. д. Типичные марки: 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12Cr2MoWVTiB, 10Cr2Mo1. , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV и др.
Термическую обработку отливок из перлитных жаропрочных сталей в основном проводят нормализацией или закалкой и отпуском с целью получения стабильной структуры, хороших комплексных механических свойств и требуемой прочности в условиях высоких температур.
2. Мартенситная жаропрочная литая сталь.
Содержание хрома в мартенситной жаропрочной литой стали обычно составляет 7-13%.Он обладает более высокой жаропрочностью, стойкостью к окислению и коррозионной стойкостью к водяному пару при температурах ниже 650 ℃, но его свариваемость плохая.1Х13, 2Х13, содержащие около 12 % хрома, и разработанные на их основе марки стали 1Х11МФ, 1Х12ВМФ, 2Х12ВМоНбВБ и другие сплавы обычно применяют для изготовления лопаток паровых турбин, дисков, валов, крепежных деталей и т. д. Кроме того, 4Х9С2, 4Х10С2Мо, и др., применяемые при изготовлении выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания, также являются мартенситными жаропрочными сталями.
Обычный процесс термической обработки отливок из мартенситных жаропрочных сталей – нормализация + отпуск.
3. Ферритная жаропрочная литая сталь
Ферритная жаропрочная литая сталь содержит больше хрома, алюминия, кремния и других элементов, образуя однофазную ферритную структуру, которая имеет хорошую стойкость к окислению и стойкость к высокотемпературной газовой коррозии, но их жаропрочность низкая, при комнатной температуре Хрупкость больше, а свариваемость плохая.Например, 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2 и т. д. Ферритная жаропрочная литая сталь обычно используется для изготовления деталей, выдерживающих небольшие нагрузки и требующих стойкости к высокотемпературному окислению.
Термическая обработка отливок из ферритной жаропрочной стали, как правило, предполагает отжиг для снятия напряжения, а затем быстрое охлаждение (для быстрого прохождения зоны хрупкости 400-500 ℃).
4. Аустенитная жаропрочная литая сталь.
Аустенитная жаропрочная литая сталь содержит больше аустенитообразующих элементов, таких как никель, марганец, азот и др., при температурах выше 600°С обладает хорошей жаропрочностью и структурной стабильностью, хорошими сварочными свойствами.Обычно используется как термостойкий материал, работающий при температурах выше 600°C.Типичные марки: 1Х18Н9Т (321), 1Х23Н13 (309), 0Х25Н20 (310С), 1Х25Н20С2 (314), 2Х20Мн9Н2С2Н, 4Х14Н14В2Мо и др.
Аустенитная антиокислительная сталь может быть подвергнута высокотемпературной термообработке на твердый раствор для получения хорошей деформации в холодном состоянии.Аустенитная жаропрочная сталь сначала обрабатывается высокотемпературной обработкой на твердый раствор, а затем проводится обработка старением при температуре на 60-100 ℃ выше температуры использования для стабилизации структуры и выделения второй фазы для укрепления матрицы.
Использование отливок из жаропрочной стали
Жаропрочная сталь часто используется для изготовления деталей и компонентов, работающих при высоких температурах, в таких отраслях промышленности, как котлы, паровые турбины, энергетическое оборудование, промышленные печи, авиационная и нефтехимическая промышленность.В дополнение к высокотемпературной прочности и стойкости к высокотемпературному окислению и коррозии, эти детали также требуют достаточной ударной вязкости, хорошей обрабатываемости и свариваемости, а также определенной степени структурной стабильности в зависимости от различных применений.
Некоторые марки жаропрочных легированных сталей и их применение | |
| Марка стали | Рабочая температура и применение |
| 00Cr12 | Температура защиты от окисления 600 ~ 700 ℃, используется в качестве корпуса клапана высокого давления, высокой температуры, горелки |
| 0Cr13Al | Применимый диапазон температур 700~800℃, лопатка компрессора газовой турбины |
| 1Cr17 | Антиокисление при температурах ниже 900 ℃, используемых в качестве высокотемпературных деталей и сопел для печей. |
| 1Cr12 | Стойкость к окислению и высокая термостойкость в диапазоне температур 600 ~ 700 ℃ и используется для высокотемпературных деталей лопаток паровых турбин, сопел и клапанов горелок котлов. |
| 1Cr13 | Температура стойкости к окислению составляет 700 ~ 800 ℃, и его использование такое же, как у стали 1Cr12. |
| 0Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti | Температура антиокисления ниже 870 ℃, может использоваться в качестве трубы поверхности нагрева котла, деталей нагревательной печи, теплообменника, муфельной печи, преобразователя, сопла. |
| 0Х18Н10Т, 0Х18Н11Нб | Он устойчив к высокотемпературной коррозии и окислению в диапазоне температур 400–900 ℃ и может использоваться для фитингов, рабочая температура которых ниже 850 ℃. |
| 0Cr23Ni13 | Температура антиокисления до 980 ℃, используется для жаровой трубы горелки, лопатки паровой турбины, корпуса нагревательной печи, устройства преобразования метана, устройства высокотемпературного разделения. |
| 0Cr25Ni20 | Температура антиокисления до 1035 ℃, используется для нагрева деталей печи;детали газотранспортной системы с рабочей температурой ниже 950 ℃ |
| 0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2 | Температура антиокисления не ниже 870 ℃, рабочая температура составляет 600 ~ 750 ℃, трубы теплообменника и печная арматура для химической промышленности и нефтепереработки. |
| 0Cr17Ni7Al | Высокотемпературные несущие детали с рабочей температурой ниже 550 ℃ |
Время публикации: 10 сентября 2021 г.