Kako li odlijevanje od nerđajućeg čelika funkcioniše u visokotemperaturnim okruženjima?

Austenitna prednost pri visokim temperaturama

Odliv od nehrđajućeg čelika se drži u vrućim okruženjima uglavnom zbog njegove austenitne strukture. Razredovi kao CF8 i CF8M, ekvivalenti odlijevanja 304 i 316, održavaju kubnu mrežu sa centrom na licu od sobne temperature do raspona topljenja. Ova struktura ne prolazi fazne transformacije koje feritni čelik doživljava, tako da ne postoji nagli gubitak čvrstoće povezan sa promenom kristalne strukture. Umjesto toga, čvrstoća postepeno opada sa temperaturom, što dizajnerima daje predvidljivu obalu performansi za komponente kao što su rakovi peći, vešare za cijevi i mlaznice gorkica.

Otpornost na skaliranje i uloga hrom oksida

Ono što stvarno ubija čelični dio na visokom nivou temperature nije samo omekšavanje već i oksidacija. Odliv od nehrđajućeg čelika je otporan na skaliranje jer krom u leguri formira gust, prisutan sloj hrom oksida na površini. Ovaj film djeluje kao barijera za difuziju, usporavajući dalji napad kiseonika. Efekat je zavisan od koncentracije. Legura sa 18 posto hroma izdržava se prilično dobro na 870 °C, ali guranje sadržaja hroma prema 25 posto, kao u odlitkom CK20, produžava praktičnu granicu usluge preko 1.000 °C. Nikl također utiče stabilizirajući austenit i poboljšavajući adheziju sloja oksida tokom toplot

Plutajuće ponašanje u odlitim nehrđajućim komponentama

Pluvanje, spor trajno deformacija pod stalnim opterećenjem na visokom nivou temperature, diktira životni vek mnogih dijelova peći. Structura livenog zrna, sa svojim interdendritičnim karbidima, može biti i blagoslov i kletva. Fine, raspršeni karbidi, čvrsto su graničari zrna i sprečavaju stvaranje praznine. Međutim, tokom hiljada sati, karbidi mogu se grubo obraditi, i nove faze poput sigme mogu se obraditi, postepeno smanjujući snagu puzanja. "Sistem za upravljanje" je sistem za upravljanje sistemima za upravljanje električnim energijama koji se koristi za upravljanje električnim energijama.

Izbor prave ocene: Pogledajte 304, 316 i 310 na osnovu podataka

Svaka legura ima temperaturni strop gdje se oksidacija ubrzava i čvrstoća pada s litice. U tablici ispod su uporedene tri široko korištene vrste odlitog nehrđajućeg čelika.

Podaci prikupljeni iz referenci za toplotno otporne legure, uključujući ASM Specijalni priručnik za nerđajuće čelikove, pokazuju da skok sa CF8 na CK20 može više nego udvostručiti praktični životni vijek u uvjetima cikličnog oksidacije. Molibden u CF8M-u samo marginalno poboljšava otpornost na pucanje; glavni faktor za održivu visoku temperaturu je ravnoteža hroma i nikla.

Lekcije iz neuspeha uređaja za toplotnu zaštitu

Komercijalna radionica za toplotnu obradu u Ohaju koristila je uređaje tipa korpa odlitane u CF8 za karburisanje ciklusa na 925°C. Nakon otprilike četiri mjeseca kontinuiranog rada, uređaji su počeli da se spuštaju za nekoliko milimetara, iskrivljavajući Obdukcija je otkrila jak oksidaciju duž granica zrna i značajno oštrenje karbida. Radnja je zamijenila armaturu sa CK20 odlivcima. Veći sadržaj hroma i nikla udvostručio je interval zamene, a poboljšana stabilnost dimenzija smanjila je otpad iz iskrivljenih dijelova za oko 15 posto. Promjena se isplatila za godinu dana, iako su odlijevanja od 20 Kč koštala oko 30 posto više unaprijed.

Izravnavanje toplotne ekspanzije i cikličnog servisa

Odlivci od nehrđajućeg čelika se šire više od ugljenika ili niskorazvojnih čelika. Za komponente koje se nekoliko puta dnevno kreću između sobne temperature i 900 °C, toplotna umor može rastrgati oksidni sloj i otvoriti svež metal za oksidaciju. Dizajniranje u velikodušnim radijima, izbjegavanje oštrih promjena u preseku i odabir klase sa dovoljno fleksibilnosti na radnoj temperaturi su sve jednako bitne kao i hemija. Sam proces livanja nudi prednost jer može formirati glatke prelaze i jednake zidne sekcije koje smanjuju koncentracije napona gdje se toplotne pukotine obično počinju. Ljevarnice koje se specijaliziraju za legure visoke temperature, kao što je JBD, oslanjaju se na svoj dizajn uzoraka i modeliranje učvrstanja kako bi se životni vijek ovih livanja daleko premašio ono što bi gruba proizvodnja mogla postići.