Aliatges resistents a la calor. acers especials i aliatges. Producció i ús d'aliatges resistents a la calor

La indústria moderna no es concep sense un material tal com l'acer. Amb ell, ens enfrontem gairebé cada torn. Per la introducció en la seva estructura de diversos elements químics poden millorar significativament les propietats mecàniques i de rendiment.

Quin és l'acer

Acer diu aliatge que es compon de carboni i ferro. També, un aliatge tal (foto disposat a continuació) pot tenir altres elements químics impuresa.

Diversos estats estructurals diferents. Si el contingut de carboni està dins de ,025-0,8%, les dades de trucada d'acer pro-eutectoide i tenen en la seva estructura de perlita i ferrita. Si l'acer hipereutectoide, és possible observar la perlita i la fase cementita. Una característica de l'estructura de ferrita és gran ductilitat. Cementita també té una duresa considerable. Perlite formar tant de la fase anterior. Es pot tenir una forma granular (per inclusió dels grans de ferrita estan disposats cementita que tenen una forma circular) i una placa (ambdues fases tenen la forma de plaques). Si l'acer s'escalfa per sobre de la temperatura a la qual es produeixen els polimorfs, es que els canvis en l'estructura d'austenita. Aquesta fase té una alta ductilitat. Si el contingut de carboni excedeix de 2,14%, com materials i aliatges es denominen ferro.

tipus d'acer

Depenent de la composició de l'acer pot ser acer al carboni i d'aliatge. El contingut de carboni inferior al 0,25% caracteritza el acer baix en carboni. Si la quantitat arriba al 0,55%, llavors podem parlar del medi-aliatge. Acer, que té en la seva composició més de 0,6% de carboni, anomenat alt contingut de carboni. Si això es produeix com una fusió, la tecnologia consisteix en la introducció d'elements químics específics, aquest acer aliatge trucada. La introducció dels diversos components està canviant significativament les seves propietats. Si la seva quantitat és inferior a 4%, l'aliatge de baix aliatge. Srednelegirovannoj i acer d'alt aliatge té, respectivament, a 11% i més de 12% d'impureses. Depenent d'on en el camp d'aliatges d'acer s'utilitzen, que assignen aquests tipus: acers instrumentals, estructurals i especials i aliatges.

tecnologia de fabricació

procés de fabricació d'acer és bastant lent. Inclou diverses etapes. En primer lloc, necessita matèries primeres - mineral de ferro. La primera etapa comprèn l'escalfament a una temperatura determinada. Quan això passa els processos oxidatius. En la segona etapa, la temperatura arriba a ser molt més alt. els processos d'oxidació de carboni són més intensos. Possible enriquiment d'oxigen addicional de l'aliatge. impureses no desitjades s'eliminen a l'escòria. El següent pas es dirigeix a l'eliminació d'oxigen a partir d'acer, ja que redueix significativament les propietats mecàniques. Aquesta difusió pot dur-se a terme o mètode precipitant. Si el procés de desoxidació no es produeix, l'acer resultant es diu ebullició. aliatge Quiet no emet gasos, oxigen s'elimina completament. Al mig estan semi-matat acer. La producció de aliatges de ferro es produeix a la llar, forns d'inducció, forn d'oxigen bàsic.

aliatge d'acer

Per tal d'obtenir certes propietats de l'acer, la seva composició s'administra dopants especials. Els principals avantatges d'un aliatge tal es millora la resistència a diverses deformacions, components fiables i d'altres membres estructurals augmenta significativament. El refredament redueix el percentatge d'esquerdes i altres defectes. Sovint, un mètode de saturació tals utilitza diferents elements per impartir resistència a la corrosió química. No obstant això, hi ha alguns inconvenients. Es requereixen un processament addicional, una alta probabilitat d'ocurrència d'esquerdes capil·lars. A més, augmenta el cost del material. Els elements d'aliatge més comuns - crom, níquel, tungstè, molibdè i cobalt. El seu camp d'aplicació és bastant alta. Aquesta enginyeria, i formació de peces de canonades, plantes d'energia, avions i molt més.

El concepte de resistència a la calor i resistència a la calor

La resistència a la calor terme s'entén la capacitat del metall o aliatge de mantenir totes les seves característiques quan s'opera a altes temperatures. En un entorn a tal, s'observa sovint la corrosió gas. Per tant, el material ha de tenir resistència a la seva acció, és a dir a ser resistent a la calor. Per tant, les característiques dels aliatges s'utilitzen en temperatura gran ha d'incloure tots dos d'aquests conceptes. Només si tals acers proporcionen la vida útil requerida de peces, eines i altres elements estructurals.

Característiques d'acer resistent a la calor

En els casos en què la temperatura assoleix valors elevats, es requereix l'ús d'aliatges que no es col·lapsarà i resistir la deformació. En aquest cas, un aliatges resistents a la calor. La temperatura de funcionament per a tals materials - per sobre de 500 ° C. Un punt important caracterització d'acer similars és un límit d'alta resistència, plasticitat, que es manté durant molt de temps, així com la resistència relaxació. Hi ha una sèrie de components capaços d'augmentar significativament la resistència a les altes temperatures: cobalt, tungstè, molibdè. I component obligatori és el crom. Ell no afecta tant la força, augmenta la resistència a la calcificació. Chrome també impedeix els processos de corrosió. Una altra característica important dels aliatges d'aquest tipus - una fluència lenta.

Classificació de calor acers resistents de l'estructura

aliatges resistents a la calor i resistents a la calor són de classe ferrítics, martensítics, austenítics i una estructura feritno martensítica. El primer es componen d'aproximadament el 30% de crom. Després d'un tractament especial es converteix en estructura de gra fi. Si la temperatura d'escalfament excedeix 850ºS, els augments de gra, i aquests materials resistents a la calor es tornen fràgils. graus martensítics es caracteritzen per un contingut de crom de 4% a 12%. El níquel també pot estar present en quantitats menors, tungstè i altres elements. D'ells produeixen peces de turbines, les vàlvules en el vehicle. Acers que tenen en la seva estructura un martensita i ferrita, adequat per al funcionament a altes temperatures constants i operació a llarg termini. El contingut de crom arriba 14%. Austenita s'obté mitjançant la introducció d'una calor aliatges de níquel resistents. D'acer amb una estructura similar tenen moltes marques.

aliatges basats en níquel

El níquel té una sèrie de propietats útils. Ell té un efecte positiu sobre la maquinabilitat de l'acer (calenta i freda). Si l'element o instrument dissenyat per treballar en ambients hostils, el dopatge d'aquest element augmenta significativament la resistència a la corrosió. materials a base de níquel resistents a la calor se separen en els següents grups: resistent a si mateix resistent a la calor i la calor. Aquest últim també ha de tenir una característiques mínimes resistents a la calor. Les temperatures de funcionament arriben 1200 ° C. administrat A més crom o titani. Característicament, acer aliat amb níquel, té una petita quantitat d'impureses com ara bari, magnesi, bor, per tant, més els límits de gra es reforcen. Superaliatges d'aquest tipus estan disponibles en forma de forjat, laminat. També és possible reflux detalls. L'àrea principal d'aplicació - elements de fabricació de turbines de gas. aliatges a força de níquel resistents a la calor tenen una composició i fins a un 30% de crom. Són bastant bé a l'estampació, soldadura. A més, la resistència d'escala és alta. Això fa que sigui possible el seu ús en el sistema de gasoductes.

acer resistent a la calor, aliatge de titani

El titani es va introduir en una petita quantitat (0,3%). En aquest cas s'incrementa la resistència de l'aliatge. Si el seu contingut és considerablement més alta, alguns es deterioren les propietats mecàniques (duresa, resistència). Però la plasticitat de l'augment. Això facilita el processament d'acer. Quan s'administra de titani juntament amb altres components pot millorar significativament les característiques d'alta temperatura. Si hi ha la necessitat de treballar en un ambient hostil (especialment en el cas quan la construcció implica la soldadura), l'element d'aliatge químicament es justifica dades.

aliatges de cobalt

Una gran quantitat de cobalt (fins 80%) s'utilitza per produir aquests materials com superaliatges i aliatges resistents a la calor, ja que poques vegades s'utilitza en la seva forma pura. La seva administració millora la ductilitat així com la resistència a altes temperatures. I com més gran és, més gran és la quantitat de cobalt incorporat a l'aliatge. En alguns segell seu contingut aconsegueix 30%. Un altre tret característic d'aquests acers - millora de les propietats magnètiques. No obstant això, a causa de l'alt cost de cobalt, el seu ús és més aviat limitat.

La influència del molibdè sobre superaliatges

element químic actiu afecta significativament a la resistència del material a altes temperatures. Especialment eficaç és el seu ús juntament amb altres elements. Es augmenta significativament la duresa de l'acer (ja en un contingut de 0,3%). Resistència a la tracció també augmenta. Una altra característica positiva que té superaliatges molibdè dopades - un major grau de resistència als processos oxidatius. El molibdè contribueix al refinament del gra. El desavantatge és la dificultat de soldadura.

Altres acers i aliatges especials

Per dur a terme certes tasques requereixen materials que tenen certes propietats. Per tant, podem parlar sobre l'ús d'aliatges especials, que poden ser tant aliat i carboni. El conjunt final de característiques requerides s'aconsegueix a causa del fet que la fabricació d'aliatges i el seu processament és de tecnologia especial. Una altra de les aliatges i acers especials es divideixen en estructural i instrumental. Entre els principals problemes d'aquest tipus de materials són els següents: resistència a la corrosió i el desgast dels processos, capacitat per treballar en un ambient hostil, l'augment de característiques mecàniques. En aquesta categoria són d'acer resistent a la calor i aliatges amb una temperatura de treball alta i acer criogènic que pot suportar fins -296ºS.

acer per a eines

Per a la fabricació de les eines utilitzades en la fabricació d'acer per a eines. A causa del fet que les condicions de treball dels diferents materials també es seleccionen de forma individual. Atès que els instruments són més aviat alts requeriments, i les característiques dels aliatges per a la seva producció segons sigui apropiat: han d'estar lliures d'impureses externes, inclusions de procés de desoxidació és ben duen a terme, i una estructura homogènia. Per als instruments de mesurament que és important tenir un rendiment estable i resistir el desgast. Parlant d'eines de tall, que operen a temperatures elevades (es produeix l'escalfament de vora), la fricció constant i deformació. Per tant, per a ells és molt important per mantenir la duresa primària quan s'escalfa. Un altre tipus d'acer per a eines - alta velocitat. Bàsicament, s'alea amb tungstè. La duresa es manté a una temperatura d'aproximadament 600 ° C. Hi ha també moren acers. Estan dissenyats per a la deformació tant en calent com en fred.

Abast aliatges de propòsit especial

Les indústries que utilitzen aliatges amb característiques especials fixats. A causa de la seva qualitat superior, que són indispensables en l'enginyeria, la construcció, la indústria del petroli. aliatges resistents a la calor i resistents a la calor s'utilitzen en la fabricació de components de turbines, peces per a automòbils. Acers que tenen una alta característiques anticorrosives, són indispensables per a la producció de tubs, carburadors agulles, discos, diversos elements de la indústria química. Els rails per al ferrocarril, cubs, transport eruga - la base de tot això són acers resistents al desgast. En la producció en massa de perns, cargols i articles similars utilitzats aliatges autòmat. Els ressorts han de ser prou elàstic i durador. Per tant, el material per a ells és d'acer per a molles. Per tal de millorar aquesta qualitat s'alea addicionalment amb crom, molibdè. Totes les aliatges especials i acers amb un conjunt de característiques específiques poden reduir el cost de les peces on anteriorment utilitzen metalls no fèrrics.