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leghe resistenti al calore. acciai speciali e leghe. Produzione e l'uso di leghe resistenti al calore

L'industria moderna non può essere immaginata senza un materiale come l'acciaio. Con esso, ci troviamo di fronte quasi ogni turno. Dall'introduzione nella sua struttura vari elementi chimici possono migliorare significativamente le proprietà meccaniche e prestazionali.


Che cosa è l'acciaio

Acciaio chiamato in lega che è composto di carbonio e ferro. Inoltre, una tale lega (foto disposto al di sotto) può avere altri elementi chimici impurità.

Diversi stati strutturali distinti. Se il contenuto di carbonio è a 0,025-0,8%, i dati di chiamata in acciaio pro-eutectoid e hanno nella loro struttura e perlite ferrite. Se l'acciaio ipereutettoidico, è possibile osservare la perlite e cementite fase. Una caratteristica della struttura di ferrite è grande duttilità. Cementite ha anche una notevole durezza. Perlite forma sia della fase precedente. Si può avere una forma granulare (con l'inclusione dei grani di ferrite sono disposte cementite che hanno una forma circolare) ed una piastra (entrambe le fasi hanno la forma di piastre). Se l'acciaio viene riscaldato al di sopra della temperatura alla quale si verificano i polimorfi, poi i cambiamenti della struttura di austenite. Questa fase ha una elevata duttilità. Se il contenuto di carbonio superiore al 2,14%, tali materiali e leghe sono chiamati ferro.

tipi di acciaio

A seconda della composizione dell'acciaio può essere in acciaio al carbonio e legati. contenuto di carbonio inferiore a 0,25% caratterizza l' acciaio a basso tenore di carbonio. Se l'importo raggiunge 0,55%, allora si può parlare di medio-lega. Acciaio, che ha nella sua composizione più dello 0,6% di carbonio, chiamato ad alto tenore di carbonio. Se cioè prodotti come fusione, la tecnologia prevede l'introduzione di elementi chimici specifici, questo acciaio lega chiamata. L'introduzione dei vari componenti cambia notevolmente le sue proprietà. Se il loro valore è inferiore al 4%, la lega basso legati. Srednelegirovannoj e acciaio altolegato ha rispettivamente al 11% e più del 12% di impurità. A seconda di dove nel campo delle leghe di acciaio sono utilizzati, essi allocare tali tipi:, acciaio e leghe strutturali e speciali strumentali.

tecnologia di produzione

processo di fabbricazione dell'acciaio è abbastanza tempo. Esso comprende diverse fasi. Prima di tutto, è necessario materie prime – di minerale di ferro. Il primo stadio comprende il riscaldamento a una certa temperatura. Quando ciò si verifica processi ossidativi. Nella seconda fase la temperatura diventa molto più alta. processi di ossidazione del carbonio sono più intensi. Possibile ulteriore arricchimento di ossigeno della lega. impurità indesiderate vengono rimossi per la scoria. Il passo successivo è diretto alla rimozione dell'ossigeno acciaio perché riduce significativamente le proprietà meccaniche. Questa diffusione può essere effettuata o metodo precipitare. Se il processo di deossidazione non si verifica, l'acciaio risultante è chiamato ebollizione. lega tranquilla non emette gas, ossigeno viene completamente rimosso. In mezzo ci sono semi-ucciso in acciaio. Produzione di leghe di ferro si verifica nel focolare, forni ad induzione, forni ossigeno basico.

lega d'acciaio

Per ottenere determinate proprietà dell'acciaio, la sua composizione è somministrata droganti speciali. I principali vantaggi di una tale lega è migliorata resistenza a vari deformazioni, componenti affidabili o altri elementi strutturali aumenta notevolmente. Quenching riduce la percentuale di crepe e altri difetti. Spesso, un tale metodo di saturazione utilizzati elementi diversi per conferire resistenza alla corrosione chimica. Ma ci sono alcuni svantaggi. Essi richiedono un'elaborazione aggiuntiva, un'alta probabilità di occorrenza di incrinature. Inoltre, aumenta il costo del materiale. Gli elementi leganti più comuni – cromo, nichel, tungsteno, molibdeno e cobalto. Il loro campo di applicazione è abbastanza alta. Questa tecnica, e produzione di elementi di condotte, centrali elettriche, e molto di più.

Il concetto di resistenza al calore e resistenza al calore

La resistenza al calore termine si intende la capacità del metallo o lega di mantenere tutte le sue caratteristiche durante il funzionamento a temperature elevate. In un tale ambiente si osserva spesso corrosione gas. Pertanto, il materiale deve possedere resistenza alla sua azione, che deve essere resistente al calore. Così, le caratteristiche delle leghe sono utilizzati in temperatura grande dovrebbe includere entrambi questi concetti. Solo se tali acciai prevedono la durata necessaria per le parti, strumenti e altri elementi strutturali.

Caratteristiche in acciaio resistente al calore

Nei casi in cui la temperatura raggiunge valori elevati, si richiede l'uso di leghe che non crollo e resistere alla deformazione. In questo caso, un leghe resistenti al calore. La temperatura di esercizio di tali materiali – superiore a 500 ° C. Un punto importante che caratterizza acciaio simile è un limite superiore resistenza, plasticità, che viene mantenuta per lungo tempo, così come la resistenza rilassamento. Ci sono un certo numero di componenti in grado di aumentare notevolmente la resistenza alle alte temperature: cobalto, tungsteno, molibdeno. E componente obbligatorio è il cromo. Egli non influisce tanto la forza, aumenta la resistenza al ridimensionamento. Cromo impedisce anche processi di corrosione. Un'altra importante caratteristica delle leghe di questo tipo – un creep lento.

Classificazione acciai resistenti al calore della struttura

leghe resistenti al calore e resistenti al calore sono classe ferritici, martensitici, austenitici e una struttura martensitica feritno. I primi sono composti da circa il 30% di cromo. Dopo il trattamento speciale diventa struttura a grana fine. Se la temperatura di riscaldamento supera 850ºS, gli aumenti di grano, e tali materiali resistenti al calore diventa fragile. gradi martensitici caratterizzati da un contenuto di cromo dal 4% al 12%. Nichel può anche essere presenti in quantità minori, tungsteno e altri elementi. Di essi producono parti di turbine, valvole nel veicolo. Acciai che presentano nella sua struttura una martensite e ferrite, adatti per funzionare a temperature elevate costanti e funzionamento a lungo termine. Il contenuto di cromo raggiunge il 14%. Austenite è ottenuta introducendo un calore leghe di nichel resistenti. In acciaio con una struttura simile hanno molte marche.

leghe a base di nichel

Nichel ha una serie di proprietà utili. Ha un effetto positivo sulla lavorabilità dell'acciaio (calda e fredda). Se l'articolo o strumento progettato per lavorare in ambienti difficili, il drogaggio di questo elemento aumenta notevolmente la resistenza alla corrosione. Materiali a base di nichel termoresistenti sono separati nei seguenti gruppi: termoresistente e resistente al calore stesso. Quest'ultimo deve anche avere una caratteristica minime termoresistenti. temperature di esercizio raggiungono 1200 ° C. Inoltre somministrato cromo o titanio. Tipicamente, acciaio legato con nichel, ha una piccola quantità di impurità come il bario, magnesio, boro, quindi, più bordi di grano sono rinforzate. Superleghe di questo tipo sono disponibili in forma di forgiati, laminati. E 'possibile anche dettagli riflusso. La principale area di applicazione – elementi di fabbricazione di turbine a gas. leghe a base di nichel termoresistenti hanno una composizione e fino al 30% di cromo. Sono abbastanza bene per stampaggio, saldatura. Inoltre, la resistenza di scala è alta. Questo rende possibile usarli nel sistema di gasdotti.

Calore in acciaio resistente, lega di titanio

Il titanio viene introdotta in una piccola quantità (0,3%). In questo caso aumenta la resistenza della lega. Se il suo contenuto è notevolmente superiore, alcune deteriorano proprietà meccaniche (durezza, resistenza). Ma la plasticità della crescita. Questo facilita la lavorazione dell'acciaio. Quando somministrato titanio insieme con altri componenti può migliorare significativamente le caratteristiche ad alta temperatura. Se v'è la necessità di lavorare in un ambiente ostile (soprattutto nel caso in cui la costruzione comporta saldatura), l'elemento legante chimicamente dati è giustificata.

leghe di cobalto

Una grande quantità di cobalto (fino al 80%) viene usato per produrre materiali quali superleghe e leghe resistenti al calore, poiché è raramente usato nella sua forma pura. La sua somministrazione migliora la duttilità così come la resistenza a temperature elevate. E più alto è, maggiore è la quantità di cobalto incorporato nella lega. In alcuni timbro suo contenuto raggiunge il 30%. Un'altra caratteristica di questi acciai – miglioramento delle proprietà magnetiche. Tuttavia, a causa dell'elevato costo del cobalto, il suo uso è piuttosto limitato.

L'influenza di molibdeno in superleghe

elemento chimico attivo influisce significativamente la resistenza del materiale alle alte temperature. Particolarmente efficace è l'uso insieme con altri elementi. Aumenta significativamente la durezza dell'acciaio (già ad un contenuto del 0,3%). resistenza alla trazione aumenta. Un'altra caratteristica positiva che ha superleghe molibdeno drogate – una maggiore resistenza ai processi ossidativi. Il molibdeno contribuisce alla raffinatezza del grano. Lo svantaggio è la difficoltà di saldatura.

Altri acciai speciali e leghe

Per eseguire alcuni compiti richiedono materiali che hanno determinate proprietà. Quindi, possiamo parlare l'uso di leghe speciali, che possono essere sia legati e al carbonio. L'insieme finale di caratteristiche richieste viene raggiunto grazie al fatto che la produzione di leghe e loro trattamento è di tecnologia speciale. Altri leghe speciali e acciai sono suddivisi in strutturale e strumentale. Tra i principali problemi di questo tipo di materiali sono i seguenti: resistenza alla corrosione e all'usura processi, capacità di lavorare in un ambiente ostile, aumentato caratteristiche meccaniche. In questa categoria sono resistenti al calore e leghe con una temperatura d'esercizio elevata e acciaio criogenico in grado di sopportare fino a -296ºS.

acciaio per utensili

Per la fabbricazione di strumenti utilizzati per la fabbricazione di acciaio speciale per utensili. A causa del fatto che le condizioni di lavoro dei diversi materiali vengono selezionati singolarmente. Poiché gli strumenti sono piuttosto elevati requisiti e le caratteristiche delle leghe per la loro produzione a seconda dei casi: devono essere esenti da impurità esterne, inclusioni di processo deossidazione è ben eseguiti, e una struttura omogenea. Per strumenti di misura è importante avere prestazioni stabili e resistere all'usura. Parlando di utensili da taglio, che operano a temperature elevate (verifica riscaldamento bordo), attrito costante e deformazione. Pertanto, per loro è molto importante per mantenere la durezza primario quando riscaldato. Un altro tipo di acciaio per utensili – ad alta velocità. Fondamentalmente, è in lega con tungsteno. La durezza è mantenuto ad una temperatura di circa 600 ° C. Ci sono anche morire acciai. Essi sono progettati per deformazione sia caldo e freddo.

Scope leghe impieghi speciali

Le industrie che utilizzano leghe con caratteristiche particolari impostati. A causa della sua qualità superiore, sono indispensabili nella progettazione, la costruzione, l'industria petrolifera. leghe resistenti al calore e resistenti al calore sono utilizzati nella fabbricazione di componenti di turbine, componenti auto. Acciai che presentano un elevato caratteristiche anticorrosive, sono indispensabili per la produzione di tubi, aghi carburatori, dischi, vari elementi del settore chimico. Le guide per ferrovia, secchi, trasporti bruco – alla base di tutto questo sono gli acciai resistenti all'usura. Nella produzione di massa di bulloni, viti e simili utilizzati leghe automi. Le molle devono essere sufficientemente elastico e durevole. Pertanto, il materiale per loro è in acciaio per molle. Al fine di migliorare questa qualità è ulteriormente in lega con cromo, molibdeno. Tutte le leghe speciali e acciai con una serie di caratteristiche specifiche possono ridurre il costo delle parti dove in precedenza utilizzavano metalli non ferrosi.