Kuumakindlus ja kuumakindlus on terase olulised omadused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Kuumakindlus ja kuumakindlus on väga olulised omadused. Mõned masinaehitustooted töötavad väga rasketes tingimustes kõrgel temperatuuril. Tavalised konstruktsiooniterased muudavad kuumutamisel järsult oma mehaanilisi ja füüsikalisi omadusi, hakkavad aktiivselt oksüdeeruma ja moodustuma katlakivi, mis on täiesti vastuvõetamatu ja tekitab kogu sõlme rikke ja võib-olla tõsise õnnetuse ohu. Kõrgendatud temperatuuridel töötamiseks lõid materjaliinsenerid metallurgide abiga mitmeid spetsiaalseid teraseid ja sulameid. See artikkel kirjeldab neid lühid alt.

Kuumuskindlad terased

Paljud inimesed võrdsustavad kuumuskindluse mõiste sellise mõistega nagu kuumapidavus. Mitte mingil juhul ei tohi seda teha. Kuumakindlust nimetatakse ka punaseks rabeduseks. Ja see mõiste tähendab metalli (või sulami) võimet säilitadakõrged mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril töötamisel. See tähendab, et selline metall, isegi kui see on kuumutatud punase kuma (see on tüüpiline temperatuuril üle 550 ° C), ei rooma ja säilitab piisava jäikuse.

Lihtsam alt öeldes on kuumakindlus materjali võime säilitada jõudlust kõrge temperatuurini kuumutamisel. Tavalised konstruktsiooniterased muutuvad isegi kergel kuumutamisel plastiliseks, mis välistab võimaluse neid kasutada kõrgel temperatuuril töötavate toodete valmistamiseks.

Erinevate klasside metallidel ja sulamitel on erinev kuumuskindlus. See indikaator sõltub materjali keemilisest koostisest. Kuumakindluskatseid saab läbi viia pika aja jooksul. Kuid enamasti testitakse ahjus teatud temperatuurini kuumutatud proove tõmbetugevust lühikese aja jooksul.

Kuumuskindlad terased

Kuumakindlus, erinev alt kuumakindlusest, on materjalide võime seista vastu korrosiooniprotsesside tekkele kõrgel temperatuuril töötamisel. Tavalised terased hakkavad kuumutamisel (välja arvatud kuumtöötlus kaitsvas atmosfääris või vaakumis) oksüdeeruma. Lisaks hakkab pikaajalisel kuumutamisel toote pinnal olev süsinik läbi põlema. Selle tulemusena väheneb pind süsinikusisaldus, mis toob kaasa pinna mehaaniliste omaduste (peamiselt kõvaduse) järsu muutumise. Kulumiskindlus langeb. Saab sellise negatiivse arengunähtus, nagu kiusaja. See teraserühm võib töötada temperatuuril umbes 550 °C.

Terase kuumakindluse suurendamiseks legeeritakse selle sulatis räni, alumiiniumi ja kroomiga. Mõnikord piisab detaili pinna kuumakindluse suurendamisest. Sel juhul kasutatakse pulbrilises keskkonnas silikoniseerimist või aluminiseerimist (pinnakihi küllastumine vastav alt räni või alumiiniumi aatomitega).

Kõrge sulamistemperatuuriga materjalid

Eriti kõrgetel temperatuuridel töötades ei saa vaadeldavaid materjale kasutada, kuna temperatuuril umbes 2000 ° C hakkab toimuma sulamine (eraldub vedel faas). Nendel eesmärkidel kasutatakse tulekindlaid metalle: volfram, nioobium, vanaadium, tsirkoonium ja nii edasi. Need materjalid on üsna kallid, kuid insenerid pole neile veel väärilist alternatiivi leidnud.

Kroomi ja niklipõhiste sulamite iseloomustus

Suure kuumakindlusega sulamid on energeetikas väga nõutud (auruturbiinide labad, lennukimootorite osad jne). Pealegi kasvab vajadus selliste materjalide järele pidev alt. Veelgi enam, tootmine nõuab teadlastelt üha arenenumate materjalide hankimist, mis suudavad säilitada oma jõudlust väga kõrgetel temperatuuridel. Seetõttu käib pidev alt töö kuumakindluse tõstmiseks. Sellele aitab kaasa nikkel või pigem terase legeerimine selle elemendiga.

Kõik kuumakindlad terasedon legeeritud nikliga (vähem alt 65%). Chrome on kohustuslik. Selle elemendi sisaldus ei tohiks olla väiksem kui 14%. Vastasel juhul oksüdeerub metallpind intensiivselt.

Terased on lisaks legeeritud alumiiniumi, vanaadiumi ja muude tulekindlate elementidega. Alumiinium on näiteks ka toatemperatuuril kaetud õhukese oksiidkilega, mis ei lase korrosioonil sügavale metalli tungida. See tähendab, et mastaapi ei moodustata.