Ligas resistentes á calor. aceiros e aliaxes especiais. Produción e uso de aliaxes resistentes á calor

A industria moderna non pode ser imaxinada sen material como o aceiro. Con el, somos confrontados case cada volta. A través da introdución na súa estrutura varios elementos químicos poden mellorar significativamente as propiedades mecánicas e de rendemento.

Que é de aceiro

Aceiro chamada liga que está composto de carbono e ferro. Ademais, unha liga tal (foto disposto abaixo) pode ter outros elementos de impurezas químicas.

Varios estados estruturais distintas. Se o contido de carbono é de 0,025-0,8%, os datos chamado aceiro prol eutectoide e teñen na súa perlita estrutura e ferrita. Se aceiro hypereutectoid, é posible observar a perlita e fase cementita. Unha característica da estrutura de ferrita é grande ductilidade. Cementite tamén ten unha dureza considerable. Perlita formar tanto da fase anterior. Pode ter unha forma granular (por inclusión dos grans de ferrita son dispostos cementite que ten unha forma circular) e un prato (ambas as fases teñen a forma de placas). Se o aceiro é Calefacción por riba da temperatura á cal os polimorfos ocorrer, logo os cambios da estrutura para austenite. Esta fase ten unha alta ductilidade. Se o contido de carbono é superior a 2,14%, destes materiais e aliaxes son chamados de ferro.

tipo de aceiro

Dependendo da composición do aceiro pode ser de aceiro de carbono e liga. contido de carbono inferior a 0,25% caracteriza o aceiro de baixo carbono. Se o valor alcanza 0,55%, entón podemos falar do medio liga. Aceiro, que ten na súa composición máis de 0,6% de carbono, chamado de alto carbono. Que se produce como unha fusión, a tecnoloxía implica a introdución de elementos químicos específicos, esta liga de aceiro chamado. A introdución de varios compoñentes é cambiar significativamente as súas propiedades. Se o valor é inferior a 4%, a liga de baixa liga. Srednelegirovannoj e aceiro de alta liga ten respectivamente a 11% e máis do 12% de impurezas. Dependendo de onde o campo de aliaxes de aceiro son usados, eles reservar estes tipos :, aceiros e aliaxes estruturais e especiais instrumentais.

tecnoloxía de fabricación

proceso de toma de aceiro é moi lento. Inclúe varias fases. Primeiro de todo, ten que de materias primas - mineral de ferro. A primeira fase comprende o quecemento a unha determinada temperatura. Cando isto ocorre procesos oxidativos. No segundo paso, a temperatura tórnase moi máis elevado. Os procesos de oxidación de carbono son máis intensos. enriquecemento de osíxeno adicional posible da liga. impurezas non desexadas son eliminadas coa escoria. O paso seguinte é dirixida á eliminación de osíxeno do aceiro porque reduce significativamente as propiedades mecánicas. Esta difusión pode ser realizado ou método de precipitación. Se o proceso de desoxidação non ocorrer, o aceiro resultante é chamada de ebulición. liga tranquila non liberan gases, o osíxeno é eliminado por completo. En entre son semi-mortos aceiro. Produción de aliaxes de ferro ocorre na lareira, fornos de indución, forno de osíxeno básico.

de aliaxe de aceiro

Co fin de obter determinadas propiedades do aceiro, a súa composición é administrada dopantes especiais. As principais vantaxes de tal liga é mellorada a resistencia a varios deformacións, compoñentes fiables e outros membros estruturais aumenta significativamente. Tempero reduce a porcentaxe de fisuras e outros defectos. Moitas veces, un tal método de saturación utilizado elementos diferentes para revisar resistencia á corrosión química. Pero hai algunhas desvantaxes. Eles esixen un procesamento adicional, unha alta probabilidade de ocorrencia de fisuras. Ademais, aumenta o custo do material. Os elementos de liga máis comúns - cromo, níquel, volframio, molibdeno e cobalto. O seu campo de aplicación é moi elevada. Esta enxeñaría e fabricación de pezas de gasodutos, centrais de enerxía, avións e moito máis.

O concepto de resistencia á calor e resistencia á calor

A resistencia á calor termo enténdese a capacidade do metal ou liga para manter as súas características cando operan a altas temperaturas. Nun tal ambiente é moitas veces observada corrosión gas. Por conseguinte, o material debe posuír resistencia á súa acción, que está a ser resistente á calor. Así, as características das ligas son utilizados en gran temperatura debe incluír ambos os conceptos. Só se tales aceiros facilitar a vida de servizo necesario para as pezas, ferramentas e outros elementos estructurais.

Características aceiro resistente á calor

Nos casos en que a temperatura alcanza valores elevados, el esixe o uso de aliaxes que non entrará en colapso e resistir a deformación. Neste caso, un ligas resistentes á calor. A temperatura de operación para tales materiais - por enriba de 500 ° C. Un punto importante caracterizar aceiro semellante é un límite de alta resistencia, plasticidade, que é mantida durante un longo período de tempo, así como a resistencia ao relax. Hai un número de compoñentes capaces de aumentar significativamente a resistencia a altas temperaturas: de cobalto, de molibdeno, de volframio. E compoñente obrigatorio é o cromo. Non moi afectar a forza, aumenta a resistencia a rascado. Cromo tamén evita procesos de corrosión. Outra característica importante das ligas deste tipo - un deslizamento lento.

Clasificación calor aceiros resistentes da estructura

ligas resistentes á calor e resistente á calor son clase ferríticos, martensíticos, austeníticos e unha estrutura martensítica feritno. O primeiro está composto de preto de 30% de cromo. Tras tratamento especial faise estrutura de gran fino. Se a temperatura de calefacción supera 850ºS, os grans aumenta, e tales materiais resistentes á calor, tornar-se fráxil. clases martensíticos caracterizadas por un contido de cromo de 4% a 12%. O níquel tamén poden estar presentes en cantidades menores, de tungsteno e doutros elementos. Eles producen partes de turbinas, válvulas no vehículo. Aceiros que teñen na súa estrutura un martensite e de ferrita, axeitado para funcionamento a temperaturas elevadas e constantes operación a longo prazo. O contido de cromo alcanza o 14%. Austenite obtense a través da introdución dun calor resistente aliaxes de níquel. Aceiro cunha estrutura semellante ten moitas marcas.

ligas a base de níquel

O níquel ten un número de propiedades útiles. Ten un efecto positivo sobre a usinabilidade do aceiro (quente e frío). Se o elemento é ferramenta deseñada para traballar en ambientes agresivos, o dopaxe deste elemento aumenta significativamente a resistencia á corrosión. materiais a base de níquel resistentes á calor son separados nos seguintes grupos: resistente á calor e resistente á calor en si. Este último debe ter unha características mínimas resistentes á calor. As temperaturas de funcionamento acadar 1200 º C. Ademais administrada de cromo ou titanio. Características, aceiro en liga con níquel, teñen unha pequena cantidade de impurezas, como bario, magnesio, boro, polo tanto, máis fronteiras de gran son reforzadas. Superligas deste tipo están dispoñibles en forma de forxado, rolou. Tamén é posible detalles vazante. A principal área de aplicación - elementos de fabricación de turbinas de gas. ligas a base de níquel resistentes á calor ten unha composición e ata un 30% de cromo. Son bastante ben para estampación, soldeo. Ademais, a resistencia á descamação é alta. Isto fai posible usalos no sistema de gasodutos.

aceiro resistente á calor, aliaxes de titanio

O titanio é introducido nunha pequena cantidade (0,3%). Neste caso, aumenta a resistencia da liga. Se o contido é considerablemente máis elevada, algúns deteriorar as propiedades mecánicas (dureza, forza). Pero a plasticidade do aumento. Isto facilita o procesamento de aceiro. Cando administrado titanio en conxunto con outros compoñentes pode mellorar significativamente as características de alta temperatura. Se hai a necesidade de traballar nun ambiente hostil (especialmente no caso cando a construción implica soldadura), o elemento de aliaxe quimicamente datos está garantida.

ligas de cobalto

Unha gran cantidade de cobalto (ata 80%) é utilizada para a produción de materiais tales como superligas e aliaxes resistentes á calor, xa que é raramente utilizado na súa forma pura. A súa administración mellora a ductilidade, así como a resistencia a altas temperaturas. E a máis elevada é, canto maior sexa a cantidade de cobalto incorporado na liga. Nalgúns selo de contidos chega a 30%. Outra característica destes aceiros - mellora das propiedades magnéticas. Con todo, debido ao alto custo de cobalto, o seu uso é moi limitado.

A influencia do molibdeno en superligas

elemento activo afecta significativamente a resistencia do material a temperaturas elevadas. Especialmente eficaz é o seu uso en conxunto con outros elementos. El aumenta significativamente a dureza do aceiro (xa cun contido de 0,3%). resistencia a tracción , tamén aumenta. Outra característica positiva que teñen superligas molibdeno dopados - un maior grao de resistencia a procesos oxidativos. Molibdeno contribúe refinamento de gran. A desvantaxe é a dificultade de soldadura.

Outros aceiros e aliaxes especiais

Para realizar certas tarefas esixen materiais que teñen certas propiedades. Así, podemos falar do uso de aliaxes especiais, que poden ser tanto conectados e carbono. O conxunto final de características necesarias é atinxida debido ao feito de que a fabricación de aliaxes eo seu procesamento e de tecnoloxía especial. Outra aliaxes especiais e aceiros divídense en estrutural e instrumental. Entre os principais problemas para este tipo de materiais son os seguintes: a resistencia á corrosión e ao desgaste, procesos capacidade de traballar nun ambiente hostil, o aumento características mecánicas. Nesta categoría están aceiro e aliaxes resistentes á calor cunha temperatura de funcionamento elevada e aceiro criogênico que pode soportar ata -296ºS.

aceiro ferramenta

Para a fabricación de ferramentas utilizadas na fabricación de aceiro ferramenta especial. Debido ao feito de que as condicións de traballo dos distintos materiais tamén son seleccionados individualmente. Xa que os instrumentos son moi elevados requisitos e as características das ligas para a súa produción, segundo corresponda: eles deben ser libres de impurezas externas, inclusións de proceso de desoxidação é así levar a cabo, e unha estrutura homoxénea. Instrumentos de medida, é importante ter un rendemento estable e resistir ao desgaste. Falando de ferramentas de corte, que operan a temperaturas elevadas (de calefacción ocorre bordo), fricción constante e deformación. Polo tanto, para eles, é moi importante para manter a dureza primario cando Calefacción. Outro tipo de ferramenta de aceiro - alta velocidade. Basicamente, que está conectado co volframio. A dureza é mantida a unha temperatura duns 600 º C. Tamén morren aceiros. Eles están deseñados para deformación tanto quente e frío.

Ámbito ligas de propósito específico

As industrias que utilizan ligas con características especiais definido. Por mor da súa calidade superior, son indispensables en enxeñería, construción, industria do petróleo. ligas resistentes á calor e resistente á calor son utilizados na fabricación de compoñentes de turbinas, pezas para automóbiles. Aceiros que teñen un alto características anticorrosivas, son indispensables para a produción de tubos, carburadores agullas, discos, varios elementos da industria química. Os carrís para a estrada de ferro, baldes, transporte lagarta - a base para todo isto son aceiros resistentes ao desgaste. Na produción en masa de parafusos, parafusos e elementos similares utilizadas ligas de autómata. Os resortes deben ser suficientemente elástica e duradeiro. Polo tanto, o material para eles é de aceiro do freo. Co fin de mellorar esta calidade é aínda conectado con cromo, molibdeno. Todas as aliaxes especiais e aceiros con un conxunto de características específicas pode reducir o custo das pezas onde anteriormente utilizados metais non férreos.