耐熱鋼鑄件生產過程中疑難問題
2021-10-27 17:36:59
耐(nai)熱鋼較(jiao)常用于生產鍋爐(lu)、汽(qi)輪機(ji)、動力機(ji)械(xie)、工業爐(lu)和(he)航空、石油化工等工業部(bu)門中在持(chi)續高溫下工作的(de)零部(bu)件(jian)。這一(yi)些零部(bu)件(jian)除規(gui)定持(chi)續高溫強度和(he)抗持(chi)續高溫氧化腐蝕(shi)外，依據用途不同還(huan)規(gui)定有充足的(de)韌性、優良的(de)可加工性和(he)焊接(jie)性，及其一(yi)定的(de)結(jie)構(gou)穩定性。
中(zhong)國自(zi)1952年開始生產(chan)(chan)耐(nai)(nai)熱鋼(gang)(gang)。之(zhi)后研制出許(xu)多新型的(de)(de)低(di)合金熱強鋼(gang)(gang)，進(jin)而使珠光體熱強鋼(gang)(gang)的(de)(de)工(gong)作溫(wen)度提升(sheng)到(dao)600～620℃;還發展趨勢出許(xu)多新的(de)(de)低(di)鉻鎳抗氧化(hua)(hua)鋼(gang)(gang)種。耐(nai)(nai)熱鋼(gang)(gang)和不(bu)銹(xiu)(xiu)耐(nai)(nai)酸鋼(gang)(gang)在應(ying)(ying)用(yong)范圍上都有交叉，許(xu)多不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)兼(jian)有耐(nai)(nai)熱鋼(gang)(gang)特性，既可以(yi)用(yong)做為(wei)不(bu)銹(xiu)(xiu)耐(nai)(nai)酸鋼(gang)(gang)，也可做為(wei)耐(nai)(nai)熱鋼(gang)(gang)應(ying)(ying)用(yong)。鉻、鋁(lv)、硅(gui)這一些(xie)鐵素體產(chan)(chan)生的(de)(de)元(yuan)素，在持續(xu)(xu)高溫(wen)下能促進(jin)金屬表(biao)面產(chan)(chan)生致密的(de)(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)，避免 繼續(xu)(xu)氧化(hua)(hua)，是提升(sheng)鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗氧化(hua)(hua)性和抗持續(xu)(xu)高溫(wen)氣體腐蝕的(de)(de)主要(yao)元(yuan)素。但(dan)鋁(lv)和硅(gui)含(han)量的(de)(de)過高會使室內溫(wen)度塑性和熱塑性嚴重惡(e)化(hua)(hua)。
鉻能(neng)顯著提(ti)升(sheng)低(di)合金(jin)鋼(gang)的再結晶溫度(du)(du),含量的為2%時，加強(qiang)(qiang)效果最好。鎳(nie)、錳(meng)能(neng)能(neng)產生和(he)比(bi)較(jiao)穩(wen)定奧氏(shi)體。鎳(nie)能(neng)提(ti)升(sheng)奧氏(shi)體鋼(gang)的持續高溫強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)改善抗滲碳性。錳(meng)盡管(guan)能(neng)能(neng)代鎳(nie)產生奧氏(shi)體，但損害了耐熱鋼(gang)的抗氧化性。
釩、鈦、鈮是(shi)強(qiang)(qiang)碳化物(wu)產(chan)生(sheng)元素，能產(chan)生(sheng)細小彌散的(de)(de)碳化物(wu)，提(ti)升鋼的(de)(de)持續(xu)高溫強(qiang)(qiang)度。鈦、鈮與(yu)碳結合還(huan)可避免 奧氏體鋼在持續(xu)高溫下或(huo)焊后(hou)產(chan)生(sheng)晶間(jian)腐蝕。碳、氮(dan)可(ke)擴大和比較(jiao)穩定奧氏(shi)體(ti)，進而提升耐熱鋼(gang)的(de)持續(xu)高溫(wen)強度(du)。鋼(gang)中(zhong)含(han)鉻、錳(meng)較(jiao)多時，可(ke)顯(xian)著提升氮(dan)的(de)溶解(jie)度(du)，并(bing)可(ke)利(li)用氮(dan)合(he)金化以代替價(jia)格較(jiao)貴的(de)鎳(nie)。硼、稀(xi)土(tu)均為耐熱鋼(gang)中(zhong)的(de)微(wei)量元素。硼溶入固溶體(ti)中(zhong)使晶體(ti)點陣發生(sheng)畸變，晶界(jie)上(shang)的(de)硼又能阻止(zhi)元素擴散和晶界(jie)遷移，進而提升鋼(gang)的(de)持續(xu)高溫(wen)強度(du);稀(xi)土(tu)元素能顯(xian)著提升鋼(gang)的(de)抗(kang)氧化性(xing)，改(gai)善熱塑(su)性(xing)。
冶(ye)煉耐熱鋼通常在電弧爐或感應爐中熔煉。質量規定高的往往使用真空精(jing)煉和爐外精(jing)煉加(jia)工工藝。鍛造(zao)某些(xie)高合金鋼耐熱鋼難以加(jia)工變形(xing)，生產(chan)鑄件不僅比軋材(cai)合算，并且鑄件有(you)著較高的長(chang)久強度。因(yin)此 在耐熱鋼中耐高溫(wen)鑄鋼占有(you)比較大(da)的比例。鍛造(zao)方式 除使用砂型(xing)鑄造(zao)外，還可以用精(jing)密鑄造(zao)加(jia)工工藝以得(de)到(dao)外表光滑、尺(chi)寸精(jing)確的產(chan)品。對(dui)合成氨和乙烯(xi)裂解(jie)用的高溫(wen)爐管往往使用離(li)心(xin)鑄造(zao)的方式 。
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