Thép đúc chịu nhiệt là chi tiết được đúc từ thép hợp kim chịu nhiệt làm nguyên liệu.Trong điều kiện nhiệt độ cao, thép có khả năng chống oxi hóa, đủ độ bền nhiệt độ cao và chịu nhiệt tốt được gọi là thép chịu nhiệt.Thép chịu nhiệt có thể được chia thành hai loại: thép chống oxi hóa và thép chịu nhiệt tùy theo tính chất của nó.Thép chống oxy hóa còn được gọi là thép không da.Thép cường độ nóng dùng để chỉ thép có khả năng chống oxi hóa tốt ở nhiệt độ cao và độ bền ở nhiệt độ cao.Trong trường hợp có cùng thành phần hóa học, trạng thái đúc có độ bền nhiệt cao hơn trạng thái cán.Các chi tiết thép chịu nhiệt đúc chiếm tỷ trọng lớn trong lĩnh vực thép chịu nhiệt.
Một số thép chịu nhiệt hợp kim cao rất khó gia công và biến dạng.Sản xuất vật đúc không chỉ tiết kiệm chi phí hơn so với sản phẩm cán mà vật đúc còn có độ bền cao hơn.Vì vậy, thép đúc chịu nhiệt chiếm một tỷ trọng đáng kể trong các loại thép chịu nhiệt.Ngoài đúc cát, kỹ thuật đúc chính xác cũng có thể được sử dụng để thu được sản phẩm có bề mặt nhẵn và kích thước chính xác.Đúc ly tâm thường được sử dụng cho các ống lò nhiệt độ cao để crackinh amoniac và etylen tổng hợp
Theo cấu trúc kim loại học ở trạng thái thường hóa, thép đúc chịu nhiệt có thể được chia thành bốn loại: thép chịu nhiệt ngọc trai, thép chịu nhiệt mactenxit, thép chịu nhiệt ferit và thép chịu nhiệt Austenit.
1. Thép đúc chịu nhiệt Pearlitic
Các nguyên tố hợp kim của thép đúc chịu nhiệt ngọc trai chủ yếu là crom và molypden, và tổng lượng thường không vượt quá 5%.Ngoài ngọc trai và ferit, cấu trúc của nó còn có bainit.Loại thép này có độ bền nhiệt độ cao tốt và hiệu suất quá trình ở 500-600 ℃.Chúng được sử dụng rộng rãi để chế tạo các bộ phận chịu nhiệt dưới 600 ℃, chẳng hạn như ống thép lò hơi, cánh quạt tuabin hơi, rôto, ốc vít, bình áp suất cao, đường ống, v.v. Các cấp điển hình là: 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12Cr2MoWVTiB, 10Cr2Mo1 , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV, v.v.
Quá trình xử lý nhiệt của thép đúc chịu nhiệt Pearlite chủ yếu là thường hóa hoặc tôi và tôi luyện để có được cấu trúc ổn định, tính chất cơ học toàn diện tốt và độ bền cần thiết trong điều kiện nhiệt độ cao.
2. Thép đúc chịu nhiệt Martensitic
Hàm lượng crom của thép đúc chịu nhiệt Mactenxit nói chung là 7-13%.Nó có độ bền nhiệt độ cao cao hơn, khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn hơi nước dưới 650 ℃, nhưng khả năng hàn của nó kém.1Cr13, 2Cr13 chứa khoảng 12% crôm và các loại thép được phát triển trên cơ sở này như 1Cr11MoV, 1Cr12WMoV, 2Cr12WMoNbVB và các hợp kim khác thường được sử dụng để chế tạo cánh tua bin hơi nước, đĩa, trục, ốc vít, v.v. Ngoài ra, 4Cr9Si2, 4Cr10Si2Mo, v.v ... dùng trong sản xuất van xả cho động cơ đốt trong cũng là thép chịu nhiệt mactenxit.
Quá trình xử lý nhiệt phổ biến cho các vật đúc thép chịu nhiệt Mactenxit là thường hóa + tôi luyện.
3. Thép đúc chịu nhiệt Ferritic
Thép đúc chịu nhiệt Ferritic chứa nhiều crôm, nhôm, silicon và các nguyên tố khác, tạo thành cấu trúc ferit một pha, có khả năng chống oxy hóa tốt và chống ăn mòn khí ở nhiệt độ cao, nhưng độ bền nhiệt độ cao của chúng thấp, ở nhiệt độ phòng độ giòn lớn hơn và khả năng hàn kém.Chẳng hạn như 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2, vv Thép đúc chịu nhiệt Ferritic thường được sử dụng để chế tạo các bộ phận chịu tải trọng thấp và yêu cầu khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao.
Quá trình xử lý nhiệt của các vật đúc bằng thép chịu nhiệt ferritic thường áp dụng quá trình ủ để giảm căng thẳng, và sau đó làm nguội nhanh (để nhanh chóng đi qua vùng giòn 400-500 ℃).
4. Thép đúc chịu nhiệt Austenitic
Thép đúc chịu nhiệt Austenit chứa nhiều nguyên tố tạo Austenit hơn như niken, mangan, nitơ, v.v., ở nhiệt độ trên 600 ° C, nó có độ bền nhiệt độ cao và ổn định cấu trúc, và hiệu suất hàn tốt.Thường được sử dụng làm vật liệu chịu nhiệt hoạt động trên 600 ° C.Các cấp điển hình là 1Cr18Ni9Ti (321), 1Cr23Ni13 (309), 0Cr25Ni20 (310S), 1Cr25Ni20Si2 (314), 2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4Cr14Ni14W2Mo, v.v.
Thép chống oxy hóa Austenit có thể được xử lý bằng nhiệt luyện dung dịch ở nhiệt độ cao để có được biến dạng nguội tốt.Thép cường độ nóng Austenit đầu tiên được xử lý bằng xử lý dung dịch ở nhiệt độ cao, và sau đó xử lý lão hóa được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn 60-100 ℃ so với nhiệt độ sử dụng để ổn định cấu trúc và kết tủa giai đoạn thứ hai để tăng cường chất nền.
Công dụng của thép đúc chịu nhiệt
Thép chịu nhiệt thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận, chi tiết làm việc ở nhiệt độ cao trong các ngành công nghiệp như nồi hơi, tua bin hơi nước, máy móc điện, lò công nghiệp, hàng không và công nghiệp hóa dầu.Ngoài độ bền ở nhiệt độ cao và khả năng chống ôxy hóa và ăn mòn ở nhiệt độ cao, các bộ phận này cũng yêu cầu đủ độ bền, khả năng làm việc và khả năng hàn tốt, và một mức độ ổn định cấu trúc nhất định tùy theo mục đích sử dụng khác nhau.
Một số cấp thép hợp kim chịu nhiệt và ứng dụng của chúng | |
| Lớp thép | Nhiệt độ khả thi và các ứng dụng |
| 00Cr12 | Nhiệt độ chống oxy hóa 600 ~ 700 ℃, được sử dụng làm nhiệt độ cao, thân van áp suất cao, đầu đốt |
| 0Cr13Al | Phạm vi nhiệt độ áp dụng 700 ~ 800 ℃, cánh máy nén tuabin khí |
| 1Cr17 | Chống oxy hóa ở nhiệt độ dưới 900 ℃, được sử dụng làm bộ phận nhiệt độ cao và vòi phun cho lò nung |
| 1Cr12 | Khả năng chống oxy hóa và độ bền nhiệt độ cao trong khoảng nhiệt độ 600 ~ 700 ℃ và được sử dụng cho các bộ phận nhiệt độ cao của cánh tuabin hơi, vòi phun và van đốt lò hơi. |
| 1Cr13 | Nhiệt độ chống oxy hóa là 700 ~ 800 ℃, và việc sử dụng nó giống như của thép 1Cr12 |
| 0Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti | Nhiệt độ chống ôxy hóa dưới 870 ℃, có thể được sử dụng làm ống sưởi bề mặt lò hơi, các bộ phận lò sưởi, bộ trao đổi nhiệt, lò múp, bộ chuyển đổi, vòi phun |
| 0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb | Nó có khả năng chống ăn mòn và oxy hóa ở nhiệt độ cao trong phạm vi nhiệt độ 400 ~ 900 ℃, và có thể được sử dụng cho các phụ kiện đường ống có nhiệt độ làm việc dưới 850 ℃ |
| 0Cr23Ni13 | Nhiệt độ chống oxy hóa lên đến 980 ℃, được sử dụng cho ống lửa đầu đốt, cánh tuabin hơi, thân lò sưởi, thiết bị chuyển hóa mêtan, thiết bị tách nhiệt độ cao |
| 0Cr25Ni20 | Nhiệt độ chống oxy hóa lên đến 1035 ℃, được sử dụng để làm nóng các bộ phận của lò;các bộ phận của hệ thống truyền dẫn khí có nhiệt độ làm việc dưới 950 ℃ |
| 0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2 | Nhiệt độ chống oxy hóa không thấp hơn 870 ℃, nhiệt độ làm việc 600 ~ 750 ℃, ống trao đổi nhiệt và phụ kiện lò cho ngành công nghiệp hóa chất và lọc dầu. |
| 0Cr17Ni7Al | Các bộ phận chịu tải nhiệt độ cao với nhiệt độ làm việc dưới 550 ℃ |
Thời gian đăng bài: tháng 9-10-2021