Varmebestandige stålstøbegods ved investeringsstøbeproces

Varmebestandigt stål refererer til stål med høj temperatur oxidationsmodstand og høj temperatur styrke.Høj temperatur oxidationsmodstand er en vigtig betingelse for at sikre, at emnet arbejder i lang tid ved høj temperatur.I et oxiderende miljø, såsom luft med høj temperatur, reagerer oxygen kemisk med ståloverfladen og danner en række forskellige jernoxidlag.Oxidlaget er meget løst, mister stålets oprindelige egenskaber og er let at falde af.For at forbedre højtemperaturoxidationsbestandigheden af ​​stål tilsættes legeringselementer til stålet for at ændre oxidstrukturen.Almindeligt anvendte legeringselementer er krom, nikkel, krom, silicium, aluminium og så videre.Stålets højtemperaturoxidationsbestandighed er kun relateret til den kemiske sammensætning.

Højtemperaturstyrke refererer til stålets evne til at opretholde mekaniske belastninger i lang tid ved høje temperaturer.Der er to hovedeffekter af stål under mekanisk belastning ved høj temperatur.Den ene er blødgøring, det vil sige, at styrken falder med stigende temperatur.Den anden er krybning, det vil sige under påvirkning af konstant stress, øges mængden af ​​plastisk deformation langsomt med tiden.Den plastiske deformation af stål ved høj temperatur er forårsaget af intragranulær glidning og korngrænseglidning.For at forbedre stålets højtemperaturstyrke bruges legeringsmetoder normalt.Det vil sige, at legeringselementer tilsættes stålet for at forbedre bindingskraften mellem atomer og danne en gunstig struktur.Tilsætning af chrom, molybdæn, wolfram, vanadium, titanium osv. kan forstærke stålmatrixen, øge omkrystallisationstemperaturen og kan også danne forstærkningsfasecarbider eller intermetalliske forbindelser, såsom Cr23C6, VC, TiC osv. Disse forstærkningsfaser er stabile ved høje temperaturer, opløses ikke, aggregeres ikke for at vokse og bevarer deres hårdhed.Nikkel tilsættes hovedsageligt for at opnåaustenit.Atomerne i austenit er arrangeret strammere end ferrit, bindingskraften mellem atomer er stærkere, og diffusionen af ​​atomer er vanskeligere.Derfor er højtemperaturstyrken af ​​austenit bedre.Det kan ses, at højtemperaturstyrken af ​​varmebestandigt stål ikke kun er relateret til den kemiske sammensætning, men også relateret til mikrostrukturen.

Højlegeret varmebestandigstålstøbegodsbruges i vid udstrækning i tilfælde, hvor arbejdstemperaturen overstiger 650 ℃.Varmebestandigt stålstøbegods refererer til stål, der arbejder ved høje temperaturer.Udviklingen af ​​varmebestandige stålstøbegods er tæt forbundet med de teknologiske fremskridt i forskellige industrisektorer såsom kraftværker, kedler, gasturbiner, forbrændingsmotorer og flymotorer.På grund af de forskellige temperaturer og spændinger, der bruges af forskellige maskiner og enheder, samt forskellige miljøer, er de anvendte ståltyper også forskellige.

Standarder for varmebestandigt støbt stål i forskellige lande
1) Kinesisk standard
GB/T 8492-2002 "Tekniske betingelser for varmebestandige stålstøbegods" specificerer kvaliteterne og de mekaniske egenskaber ved stuetemperatur af forskellige varmebestandige støbestål.
2) Europæisk standard
EN 10295-2002 varmebestandige støbestålstandarder omfatter austenitisk varmebestandigt rustfrit stål, ferritisk varmebestandigt rustfrit stål og austenitisk-ferritisk dupleks varmebestandigt rustfrit stål samt nikkelbaserede legeringer og koboltbaserede legeringer.
3) Amerikanske standarder
Den kemiske sammensætning specificeret i ANSI/ASTM 297-2008 "General Industrial Iron-Chromium, Iron-Chromium-Nikkel Heat-resistant Steel Castings" er grundlaget for accept, og den mekaniske ydeevnetest udføres først, når køber anmoder herom pr. tidspunktet for bestilling.Andre amerikanske standarder, der involverer varmebestandigt støbt stål, omfatter ASTM A447/A447M-2003 og ASTM A560/560M-2005.
4) Tysk Standard
I DIN 17465 "Tekniske betingelser for varmebestandige stålstøbegods" er den kemiske sammensætning, mekaniske egenskaber ved stuetemperatur og højtemperaturmekaniske egenskaber for forskellige varmebestandige støbestålkvaliteter specificeret separat.
5) Japansk standard
Karaktererne i JISG5122-2003 "Heat-resistant Steel Castings" er grundlæggende de samme som den amerikanske standard ASTM.
6) Russisk standard
Der er 19 varmebestandige støbestålkvaliteter specificeret i GOST 977-1988, herunder varmebestandigt stål med medium krom og højt krom.

Den kemiske sammensætnings indflydelse på levetiden af ​​varmebestandigt stål
Der er en række forskellige kemiske elementer, der kan påvirke levetiden for varmebestandigt stål.Disse effekter kommer til udtryk ved at øge strukturens stabilitet, forhindre oxidation, danne og stabilisere austenit og forhindre korrosion.For eksempel kan sjældne jordarters grundstoffer, som er sporstoffer i varmebestandigt stål, forbedre stålets oxidationsmodstand betydeligt og ændre termoplasticiteten.Grundmaterialerne af varmebestandigt stål og legeringer vælger generelt metaller og legeringer med et relativt højt smeltepunkt, høj selvdiffusionsaktiveringsenergi eller lav stablingsfejlenergi.Forskellige varmebestandige stål og højtemperaturlegeringer stiller meget høje krav til smeltningsprocessen, fordi tilstedeværelsen af ​​indeslutninger eller visse metallurgiske defekter i stålet vil reducere materialets udholdenhedsstyrkegrænse.

Påvirkningen af ​​avanceret teknologi såsom løsningsbehandling på levetiden af ​​varmebestandigt stål
For metalmaterialer vil brugen af ​​forskellige varmebehandlingsprocesser påvirke strukturen og kornstørrelsen og derved ændre sværhedsgraden af ​​termisk aktivering.I analysen af ​​støbefejl er der mange faktorer, der fører til svigtet, hovedsageligt termisk træthed fører til revneinitiering og udvikling.Tilsvarende er der en række faktorer, der påvirker initiering og udbredelse af revner.Blandt dem er svovlindholdet ekstremt vigtigt, fordi revnerne for det meste udvikler sig langs sulfider.Svovlindholdet er påvirket af kvaliteten af ​​råvarerne og deres smeltning.For støbegods, der arbejder under en beskyttende atmosfære af brint, hvis hydrogensulfid er indeholdt i brinten, vil støbegodset blive svovl.For det andet vil tilstrækkeligheden af ​​opløsningsbehandling påvirke styrken og sejheden af ​​støbegodset.