Kuris plienas yra daugiau šilumos - atsparus?

Šilumos atsparumas plienui reiškia jo sugebėjimą išlaikyti mechanines savybes (stiprumą, kietumą ir struktūrinį vientisumą) ir atsispirti skilimui (tokioms kaip oksidacija ar šliaužimas), kai veikiama aukšta temperatūra. Nors daugelis plienų gerai veikia esant vidutinei temperatūrai, aukšta - chromija, aukšta - nikelio austenitiniai nerūdijantys plienai -} konkrečiai 310 nerūdijančio plieno -} išsiskiria kaip kai kurie iš daugiausiai šilumos - atsparių Steels. Jų unikali lydinio sudėtis ir mikrostruktūra leidžia jiems tobulėti tokioje aplinkoje, kur temperatūra viršija 1000 laipsnių F (538 laipsnių), pralenkdami kitus plieno tipus abiejuose trumpuose - terminuose ir ilgas - terminas aukštas - šilumos pritaikymas.
Kas nusako plieno atsparumą šilumai?
Šilumos atsparumas priklauso nuo trijų pagrindinių veiksnių:
• Atsparumas oksidacijai: gebėjimas atsispirti reaguoti su deguonimi esant aukštai temperatūrai, o tai sudaro apsauginį oksido sluoksnį, kad būtų išvengta tolesnės korozijos.
• Atsparumas šliaužimui: gebėjimas atsispirti laipsniškam deformacijai esant nuolatiniam stresui esant aukštai temperatūrai.
• Mechaninių savybių išlaikymas: stiprumo ir kietumo palaikymas nesuminkrinėdami ar neprarandant struktūrinio vientisumo.
Plėtai, turintys aukštą chromo kiekį (atsparumui oksidacijai) ir nikelis (siekiant austenitinio mikrostruktūros stabilumo), paprastai veikia geriausiai. Taip pat gali būti pridedamas molibdeno arba silicio, siekiant sustiprinti atsparumą šliaužimui ir aukštai - temperatūros stiprumui.
310 Nerūdijantis plienas: atsparumo šilumai etalonas
310 Nerūdijantis plienas yra austenitinis lydinys, kuriame yra maždaug 25% chromo ir 20% nikelio -, žymiai didesnis nei dauguma kitų nerūdijančiųjų plienų. Ši kompozicija suteikia išskirtinį atsparumą šilumai, neatlaikant nuolatinio temperatūros iki 2000 laipsnių F (1 093 laipsnio) ir trumpo - termino 2 100–2200 laipsnių F (1,149–1,204 laipsnio). Štai kodėl išsiskiria:
Pagrindinės atsparumo šilumai savybės:
1.oksidacijos atsparumas: didelis chromo kiekis yra tankus, priklijuotas chromo oksido sluoksnis ant paviršiaus, kai jis kaitinamas. Šis sluoksnis veikia kaip užtvara, neleidžiantis deguonies pasiekti apatinio plieno ir sulėtinti koroziją net esant ekstremalioms temperatūroms. Skirtingai nuo anglies plieno, kuris greitai oksiduoja virš 800 laipsnių F (427 laipsnių), 310 išlieka stabilus oro ar degimo aplinkoje.
2.Mikrostruktūrinis stabilumas: Austenitinė mikrostruktūra (veidas - centre esanti kubinė kristalų struktūra) yra stabili aukštoje temperatūroje, vengiant fazių pokyčių, dėl kurių kiti plienai gali sušvelninti arba tapti trapūs. Šis stabilumas užtikrina, kad jis išlaikytų stiprumą net ir po ilgo šilumos poveikio.
3. Atsparumas kreepams: 310 ATSAKYKITE šliaužimą (lėtą deformaciją) geriau nei dauguma plienų, esant temperatūrai, aukštesnėms nei 1500 laipsnių F (816 laipsnio). Dėl to jis idealiai tinka apkrovai - guolių komponentams, esančiuose aukštuose - šilumos parametruose, tokiuose kaip krosnies dalys ar išmetimo sistemos.
4. Aukštas lydymosi taškas: kai lydymosi diapazonas yra 2550–2,650 laipsnių F (1,399–1,454 laipsnis), 310 gali atlaikyti trumpą - terminuotą temperatūros smaigalį be tirpimo, skirtingai nei apatinėje -} lydinio plienuose.
Kaip 310 nerūdijančio plieno palyginamas su kita šiluma - atspariais plienais
Kita šiluma - atsparūs plienai netrūksta pagrindinių sričių:
• 304 Nerūdijantis plienas: dažnas austenitinis nerūdijantis plienas su 18% chromu ir 8% nikelio. Jis veikia iki 1 500 laipsnių F (816 laipsnių), tačiau greitai oksiduoja aukščiau šios temperatūros ir jam trūksta 310 atsparumo šliaužimui.
• 430 ferito nerūdijančio plieno: yra 17% chromo, bet nėra nikelio. Jis priešinasi oksidacijai iki 1 400 laipsnių F (760 laipsnių), tačiau sušvelnina ir praranda stiprumą aukštesnėje temperatūroje dėl savo feritinės mikrostruktūros.
• „H13“ įrankio plienas: karštas - darbo įrankio plienas, turintis gerą tvirtumą esant 1 000–1 200 laipsnių F (538–649 laipsnio), tačiau greitai oksiduoja virš 1200 laipsnių F ir negali atitikti 310 ilgo - termino stabilumo.
• „Inconel 600“ (nikelio lydinys): Nors jis nėra plienas, jis dažnai lyginamas atsižvelgiant į šilumos atsparumą. Jis veikia iki 2 000 laipsnių F, tačiau yra žymiai brangesnis nei 310 ir mažiau lengvai prieinamas.
310 Nerūdijančio plieno tai pralenkia dviem kritiniais būdais: jis palaiko atsparumą oksidacijai aukštesnėje temperatūroje (iki 2000 laipsnių F) ir išlaiko struktūrinį vientisumą esant stresui, todėl tai yra praktiškiausias pasirinkimas aukštam - šilumos pramoninei pritaikymui.
310 nerūdijančio plieno taikymas
„310“ atsparumas šilumai yra būtinas pramonės šakose, kur ekstremali temperatūra yra įprasta:
• Pramoninės krosnys: naudojamos krosnių įdėklams, šildymo elementams ir konvejerio diržams, kurie nuolat veikia 1800–2 000 laipsnių F (982–1 093 laipsnio).
• Aviacijos ir kosmoso ir automobilių: išmetimo kolektoriai, reaktyvinio variklio komponentai ir „After Burner“ dalys, veikiamos aukštos - temperatūros išmetamųjų dujų.
• Cheminis apdorojimas: reaktoriai ir vamzdynai, tvarkantys aukštą - temperatūros korozinius skysčius, kur kritiški oksidacijos atsparumas ir stiprumas.
• Generavimas galia: katilo komponentai, šilumokaičiai ir turbinų dalys anglimis - sudegintos arba dujos - atleistos elektrinės.
Kiti šilumos - atspariai plienai konkrečiems scenarijams
Nors 310 yra pats universaliausias šiluma - atsparus plienui, kiti plienai puikiai tinka nišinei aukštai - šilumos programoms:
• 253 Ma: Modifikuotas austenitinis nerūdijantis plienas su pridėtu cerium, siekiant padidinti atsparumą oksidacijai. Tai gerai veikia ciklinėje aukštoje - šilumos aplinkoje (pvz.
• 321 Nerūdijantis plienas: turi titaną, kad būtų atsparus karbido krituliams, todėl jis yra stabilus 1 500–1 600 laipsnių F (816–871 laipsnio), esant koroziniam aukštam - šilumos parametrams (pvz., Cheminių augalų šilumokaičių).
• 20 lydinys: nikelis - chromas - molibdeno plienas, turintis puikų atsparumą tiek aukštai temperatūrai, tiek cheminei korozijai, naudojama rūgščioje aukštoje - šilumos aplinkoje iki 1 400 laipsnių F (760 laipsnių).
Tačiau šie plienai yra specializuoti ir negali atitikti „310“ našumo visoje aukštoje temperatūroje.
Kodėl 310 nerūdijančio plieno yra geriausias pasirinkimas​
310 atsparumas šilumai kyla iš jo lydinio sudėties:
• 25% chromas: sudaro apsauginį chromo oksido sluoksnį, kuris savaime - gydo, jei pažeistas, užkirsdamas kelią oksidacijai net esant 2 000 laipsnių F.
• 20% nikelis: stabilizuoja austenitinę mikrostruktūrą, užtikrinant, kad ji nepasirodys trapių fazių aukštoje temperatūroje.
• Mažas anglies kiekis: sumažina karbido kritulius (kurie susilpnina plieną), kai ilgą laiką kaitinama.
Šis elementų derinys sukuria plieną, kuris subalansuoja atsparumą oksidacijai, atsparumui šliaužimui ir mechaniniam stabilumui - bruožai jokių kitų plieno atitikmenų, skirtų bendrai aukštai - šilumos pritaikymui.
Apribojimai ir svarstymai
310 Nerūdijančio plieno nėra be trūkumų:
• Kaina: didelis nikelio ir chromo kiekis daro jį brangesnį nei anglies plienas arba žemesnis - lydinio nerūdijantis plienas (pvz., 304).
• Apdorojimas: dėl savo stiprumo sunkiau mašiniškai nei 304, todėl reikia specializuotų įrankių ir lėtesnio greičio.
• Svoris: Kaip ir kiti nerūdijantys plienai, jis yra tankesnis už anglies plieną, kuris gali būti svorio svoris - jautrias pritaikymas.
Esant žemesnei nei 1500 laipsnių F (816 laipsnių) temperatūrai, 309 nerūdijantis plienas (19% chromas, 12% nikelis) yra didesnė kaina - efektyvi alternatyva, siūlanti gerą atsparumą šilumai mažesne kainos tašku.
Išvada
Vertinant šilumos atsparumą plienui, skaidrus lyderis yra 310 nerūdijančio plieno. Jos gebėjimas atlaikyti nenutrūkstamą temperatūrą iki 2 000 laipsnių F (1 093 laipsnio), atsispirti oksidacijai ir išlaikyti stiprumą esant stresui, todėl jis idealiai tinka reikliausiam - šilumos taikymui. Nors specializuoti lydiniai ar plienai gali gerai veikti konkrečiose nišose, 310 pusiausvyros našumas, prieinamumas ir išlaidos, todėl tai yra pats šilumos - atsparūs plienai pramoniniam, kosmoso ir energijos gamybos poreikiams. Nesvarbu, ar esant krosnies įdėklams, išmetimo sistemoms ar cheminiams reaktoriams, 310 nerūdijančio plieno užtikrina patikimą našumą, kai kiti plienai sugenda.
​