Što je lijevano željezo otporno na toplinu?

Lijevano željezo otporno na toplinu vrsta je materijala od lijevanog željeza posebno dizajniranog za dugotrajni rad u visokim temperaturama (obično iznad 600 stupnjeva C) okruženja i održava dobre performanse. Za razliku od običnog lijevanog željeza, može se učinkovito oduprijeti:

Oksidacija (piling): U atmosferi za oksidaciju visoke temperature (poput zraka), gusti, stabilan i visoko ljepljivi oksidni film (poput SiO ₂, al ₂ O ∝, CR ₂ O ∝) nastaje na površini kako bi se spriječilo da kisik nastavlja i korodira unutarnjih i korodira.

Rast: Ovo je kobna slabost običnog lijevanog željeza na visokim temperaturama. Tijekom ponovljenog zagrijavanja i hlađenja, čimbenici poput unutarnje oksidacije (infiltracija kisika duž grafitnih listova ili granica zrna), grafitizaciju (raspadanje cementita u grafit), fazna transformacija (transformacija ferita\/austenita), uzrokuju nereverzibilno širenje ili čak {{0 {0 {0 {0 {{0 {{{{{{{{{{{{{{. dijelovi. Lijevano željezo otporno na toplinu uvelike suzbija fenomen "rasta" kroz legiranje i kontrolu mikrostrukture.

Ključ mehanizma toplinske otpornosti
Elementi legura: Toplinski otpor uglavnom se postiže dodavanjem elemenata poput silicija (SI), kroma (CR), aluminija (AL), itd.

Silicon (Si): It is the lowest cost and most widely used heat-resistant element. High silicon cast iron (>5% Si) tvori gusti sio ₂ zaštitni film na svojoj površini. Silicij također može povećati fazno prijelaznu točku, smanjiti fazni prijelazni napon i stabilizirati feritnu matricu (ferit ima bolju toplinsku otpornost od bisernog\/cementita).

Chromium (Cr): forms a very stable Cr ₂ O ∝ protective film with excellent oxidation resistance. Chromium can significantly improve high-temperature strength and hardness, stabilize carbides (but excessive carbides may affect thermal conductivity and thermal shock resistance). High chromium cast iron (>15% Cr) ima izvrsnu toplinsku otpornost.

Aluminij (AL): tvori gust i jak al ₂ o ∝ zaštitni film, s izvrsnom otpornošću na oksidaciju. Aluminij je također snažan element formiranja ferita. Visoko lijevano željezo glinice ima izvanrednu toplinsku otpornost, ali njegova svojstva lijevanja i mehaničke obrade su loša.

Nikal (NI): Uglavnom se koristi u austenitskom lijevanom željezu otpornom na toplinu (poput NI otpornosti) za poboljšanje čvrstoće visoke temperature, žilavosti, otpornosti na toplinski umor i otpornosti na koroziju i stabilizaciju austenitske strukture.

Grafitna morfologija: Sferni grafit (nodularno lijevano željezo) ima veću čvrstoću i žilavost od grafita Flake (sivo lijevano željezo), a grafit je izoliran i distribuiran, smanjujući kanale za kisik koji prodire kroz grafitne pahuljice i značajno poboljšava njihovu otpornost na rast. Stoga, primjena duktilnog željeza otpornog na toplinu daleko premašuje ono od sivog lijevanog željeza otpornog na toplinu.

Matrična struktura: Feritska matrica je najčešće korištena struktura matrice za lijevano željezo otporno na toplinu zbog nedostatka transformacije faze (ili temperature visoke fazne transformacije) tijekom zagrijavanja i hlađenja, male promjene volumena i dobre otpornosti na rast. Austenitna matrica je stabilna na visokim temperaturama i također ima dobru otpornost na rast i visoku temperaturu.

Glavne vrste (klasificirane po legurama i standardima)
Visoko silicij-rezistentno lijevano željezo: poput RTSI5 (≈ 5% Si), RQTSI5 (duktilno željezo). Niski troškovi, dobar antioksidans i otpornost na rast ispod 900 stupnjeva C. široko se koristi.

Silicij aluminij otporan na toplinu lijevano željezo: kao što je rqtsi4Al1 (duktilno željezo, ≈ 4% si +1% al). Dodavanje aluminija poboljšava gustoću zaštitnog filma, a temperatura otporna na toplinu može doći do 950-1050 stupnja C.

Aluminijski silicij-rezistentno lijevano željezo: kao što je rqtai4si4 (duktilno željezo, ≈ 4% al +4% si), rtai5si5 (sivo željezo). Temperatura otporna na toplinu može dostići više od 1100 stupnjeva C, ali performanse lijevanja i obrade su loša.

Visoki kromov otporan na toplinu lijevano željezo: poput RQTCR16 (duktilno željezo, ≈ 16% CR), RTCR16 (sivo željezo). Formirajući zaštitni film CR ₂ O ∝, ima izvrsnu otpornost na oksidaciju, visoku temperaturu i može izdržati temperature do 900-1100 stupnja C. Također ima i dobru otpornost na habanje.

Nikl bazirano austenitno lijevano željezo otporno na toplinu: kao što je d -5 s (ni otporno d -5 s, koji sadrži Ni, Cr, Cu, itd.). Austenitna matrica ima izvrsnu čvrstoću visoke temperature, žilavost, otpornost na toplinski umor i otpornost na koroziju, s temperaturom toplinske otpornosti od preko 950 stupnjeva C. Obično se koristi u zahtjevnim situacijama.

Glavna područja primjene
Lijevano željezo otporno na toplinu široko se koristi u komponentama industrijske opreme koje zahtijevaju visoku temperaturnu otpornost, poput:

Peć za grijanje i toplina peć za obradu: Ploča na dnu peći, šipka za peći, vodeća šina, spremnik za prigušivanje, košarica za materijal, lonac, cijev za zračenje, okvir vrata peći.

Komponente kotla: rešetka, mlaznica za plamenik, dijelovi izmjenjivača topline.

Kemijska i petrokemijska industrija: Podaci za pucanje cijevi, cijevi za pretvorbu, komponente visokotemperaturnog ventila.

Cementna peć: ploča naribanja, ploča s oblogom.

Industrija za proizvodnju stakla: limenke za žađenje, kalupi.

Spalionica: Hapte, ladica za pepeo.

Prednosti i nedostaci
Prednost:

Dobra otpornost na oksidaciju visoke temperature i otpornost na rast.

U usporedbi sa čelikom otpornim na toplinu, trošak je niži.

Dobra izvedba lijevanja, sposobna za proizvodnju dijelova sa složenim oblicima.

Određena razina otpornosti na habanje i otpornost na koroziju (posebno za visoke vrste kroma).

Dobar otpor toplinskog udara (neke vrste).

Nedostaci:

Snaga, plastičnost i žilavost na sobnoj temperaturi obično su niži od onih čelika otpornog na toplinu.

Neke tipove visokih legura, poput visokog glinice glinice, imaju loša svojstva lijevanja i mehaničke obrade.

Čvrstoća visoke temperature (posebno čvrstoća puzanja) obično je niža od one čelika visoke topline i legure visoke temperature.

rezimirati
Lijevano željezo otporno na toplinu može učinkovito odoljeti oksidaciji i oštećenju "rasta" u atmosferama s visokim temperaturama, dodavanjem specifičnih legirajućih elemenata (uglavnom SI, CR, AL) i kontrolirajući grafitnu morfologiju (poželjno sfernu) i strukturu matrice (poželjno ferit ili austenit). To je ekonomičan i pouzdan izbor materijala za proizvodnju komponenti visokotemperaturnih komponenti kao što su industrijske peći, kotlovi i kemijska oprema unutar temperaturnog raspona od 600 stupnjeva C do 1100 stupnjeva C. Prema specifičnoj radnoj temperaturi, atmosferi, stresnim uvjetima i troškovima, različite vrste lijevanog željeza otpornih na toplinu (visoki silikonski, alumin, alumin, itd.