耐熱鋼鑄件生產(chǎn)過程中疑難問題
2021-10-27 17:36:59
耐熱鋼較常用于生產(chǎn)鍋爐、汽輪機(jī)、動(dòng)力機(jī)械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門中在持續(xù)高溫下工作的零部件。這一些零部件除規(guī)定持續(xù)高溫強(qiáng)度和抗持續(xù)高溫氧化腐蝕外，依據(jù)用途不同還規(guī)定有充足的韌性、優(yōu)良的可加工性和焊接性，及其一定的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
中國自1952年開始生產(chǎn)耐熱鋼。之后研制出許多新型的低合金熱強(qiáng)鋼，進(jìn)而使珠光體熱強(qiáng)鋼的工作溫度提升到600～620℃;還發(fā)展趨勢(shì)出許多新的低鉻鎳抗氧化鋼種。耐熱鋼和不銹耐酸鋼在應(yīng)用范圍上都有交叉，許多不銹鋼兼有耐熱鋼特性，既可以用做為不銹耐酸鋼，也可做為耐熱鋼應(yīng)用。鉻、鋁、硅這一些鐵素體產(chǎn)生的元素，在持續(xù)高溫下能促進(jìn)金屬表面產(chǎn)生致密的氧化膜，避免 繼續(xù)氧化，是提升鋼的抗氧化性和抗持續(xù)高溫氣體腐蝕的主要元素。但鋁和硅含量的過高會(huì)使室內(nèi)溫度塑性和熱塑性嚴(yán)重惡化。
鉻能顯著提升低合金鋼的再結(jié)晶溫度,含量的為2%時(shí)，加強(qiáng)效果最好。鎳、錳能能產(chǎn)生和比較穩(wěn)定奧氏體。鎳能提升奧氏體鋼的持續(xù)高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。錳盡管能能代鎳產(chǎn)生奧氏體，但損害了耐熱鋼的抗氧化性。
釩、鈦、鈮是強(qiáng)碳化物產(chǎn)生元素，能產(chǎn)生細(xì)小彌散的碳化物，提升鋼的持續(xù)高溫強(qiáng)度。鈦、鈮與碳結(jié)合還可避免 奧氏體鋼在持續(xù)高溫下或焊后產(chǎn)生晶間腐蝕。碳、氮可擴(kuò)大和比較穩(wěn)定奧氏體，進(jìn)而提升耐熱鋼的持續(xù)高溫強(qiáng)度。鋼中含鉻、錳較多時(shí)，可顯著提升氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替價(jià)格較貴的鎳。硼、稀土均為耐熱鋼中的微量元素。硼溶入固溶體中使晶體點(diǎn)陣發(fā)生畸變，晶界上的硼又能阻止元素?cái)U(kuò)散和晶界遷移，進(jìn)而提升鋼的持續(xù)高溫強(qiáng)度;稀土元素能顯著提升鋼的抗氧化性，改善熱塑性。
冶煉耐熱鋼通常在電弧爐或感應(yīng)爐中熔煉。質(zhì)量規(guī)定高的往往使用真空精煉和爐外精煉加工工藝。鍛造某些高合金鋼耐熱鋼難以加工變形，生產(chǎn)鑄件不僅比軋材合算，并且鑄件有著較高的長久強(qiáng)度。因此 在耐熱鋼中耐高溫鑄鋼占有比較大的比例。鍛造方式 除使用砂型鑄造外，還可以用精密鑄造加工工藝以得到外表光滑、尺寸精確的產(chǎn)品。對(duì)合成氨和乙烯裂解用的高溫爐管往往使用離心鑄造的方式 。
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