Fundición de aceiro resistente á calor por proceso de fundición de investimento

O aceiro resistente á calor refírese ao aceiro con resistencia á oxidación a alta temperatura e resistencia á alta temperatura. A resistencia á oxidación a alta temperatura é unha condición importante para garantir que a peza funcione durante moito tempo a alta temperatura. Nun ambiente oxidante como o aire a alta temperatura, o osíxeno reacciona químicamente coa superficie do aceiro para formar unha variedade de capas de óxido de ferro. A capa de óxido está moi solta, perde as características orixinais do aceiro e é fácil de desprenderse. Para mellorar a resistencia á oxidación a alta temperatura do aceiro, engádense elementos de aliaxe ao aceiro para cambiar a estrutura do óxido. Os elementos de aliaxe de uso común son cromo, níquel, cromo, silicio, aluminio, etc. A resistencia á oxidación a alta temperatura do aceiro só está relacionada coa composición química.

A resistencia á alta temperatura refírese á capacidade do aceiro para soportar cargas mecánicas durante moito tempo a altas temperaturas. Hai dous efectos principais do aceiro baixo carga mecánica a alta temperatura. Un deles é a suavización, é dicir, a forza diminúe co aumento da temperatura. O segundo é a fluencia, é dicir, baixo a acción dunha tensión constante, a cantidade de deformación plástica aumenta lentamente co tempo. A deformación plástica do aceiro a altas temperaturas é causada polo deslizamento intragranular e o deslizamento do límite do gran. Para mellorar a resistencia á alta temperatura do aceiro, adoitan empregarse métodos de aliaxe. É dicir, engádense elementos de aliaxe ao aceiro para mellorar a forza de unión entre os átomos e formar unha estrutura favorable. Engadindo cromo, molibdeno, volframio, vanadio, titanio, etc., pode fortalecer a matriz de aceiro, aumentar a temperatura de recristalización e tamén pode formar carburos de fase de reforzo ou compostos intermetálicos, como Cr23C6, VC, TiC, etc. Estas fases de reforzo son estables a altas temperaturas, non se disolven, non se agregan para crecer e manteñen a súa dureza. Engádese níquel principalmente para obteraustenita. Os átomos da austenita están dispostos máis firmemente que a ferrita, a forza de enlace entre os átomos é máis forte e a difusión dos átomos é máis difícil. Polo tanto, a resistencia á alta temperatura da austenita é mellor. Pódese ver que a resistencia á alta temperatura do aceiro resistente á calor non só está relacionada coa composición química, senón tamén coa microestrutura.

Alta aliaxe resistente á calorfundicións de aceiroúsanse amplamente nas ocasións nas que a temperatura de traballo supera os 650 ℃. As fundicións de aceiro resistentes á calor refírese aos aceiros que traballan a altas temperaturas. O desenvolvemento de fundición de aceiro resistente á calor está moi relacionado co progreso tecnolóxico de diversos sectores industriais como centrais eléctricas, caldeiras, turbinas de gas, motores de combustión interna e motores aeronáuticos. Debido ás diferentes temperaturas e tensións utilizadas por varias máquinas e dispositivos, así como por diferentes ambientes, os tipos de aceiro utilizados tamén son diferentes.

Estándares de aceiro fundido resistente á calor en diferentes países
1) Estándar chinés
GB/T 8492-2002 "Condicións técnicas para fundición de aceiro resistente á calor" especifica as calidades e as propiedades mecánicas a temperatura ambiente de varios aceiros fundidos resistentes á calor.
2) Norma Europea
As normas EN 10295-2002 de aceiro fundido resistente á calor inclúen aceiro inoxidable austenítico resistente á calor, aceiro inoxidable ferrítico resistente á calor e aceiro inoxidable austenítico-ferrítico dúplex resistente á calor, así como aliaxes a base de níquel e aliaxes a base de cobalto.
3) Estándares americanos
A composición química especificada na norma ANSI/ASTM 297-2008 "Fundas de aceiro resistentes á calor industriais xerais de ferro-cromo, ferro-cromo-níquel" é a base para a aceptación, e a proba de rendemento mecánico só se realiza cando o comprador o solicita en o momento da orde. Outras normas estadounidenses que inclúen aceiro fundido resistente á calor inclúen ASTM A447/A447M-2003 e ASTM A560/560M-2005.
4) Estándar alemán
Na norma DIN 17465 "Condicións técnicas para fundición de aceiro resistente á calor", especifícanse por separado a composición química, as propiedades mecánicas a temperatura ambiente e as propiedades mecánicas a alta temperatura de varias calidades de aceiro fundido resistente á calor.
5) Estándar xaponés
Os graos en JISG5122-2003 "Fundas de aceiro resistentes á calor" son basicamente os mesmos que o estándar americano ASTM.
6) Estándar ruso
Existen 19 calidades de aceiro fundido resistentes á calor especificadas en GOST 977-1988, incluíndo aceiros resistentes á calor de cromo medio e alto.

A influencia da composición química na vida útil do aceiro resistente á calor
Hai unha gran variedade de elementos químicos que poden afectar a vida útil do aceiro resistente á calor. Estes efectos maniféstanse na mellora da estabilidade da estrutura, evitando a oxidación, formando e estabilizando austenita e previndo a corrosión. Por exemplo, os elementos de terras raras, que son oligoelementos no aceiro resistente á calor, poden mellorar significativamente a resistencia á oxidación do aceiro e cambiar a termoplasticidade. Os materiais básicos de aceiro resistente á calor e aliaxes xeralmente elixen metais e aliaxes cun punto de fusión relativamente alto, alta enerxía de activación de autodifusión ou baixa enerxía de falla de apilado. Varios aceiros resistentes á calor e aliaxes de alta temperatura teñen requisitos moi altos no proceso de fundición, porque a presenza de inclusións ou certos defectos metalúrxicos no aceiro reducirá o límite de resistencia do material.

A influencia da tecnoloxía avanzada como o tratamento da solución na vida útil do aceiro resistente á calor
Para materiais metálicos, o uso de diferentes procesos de tratamento térmico afectará á estrutura e ao tamaño do gran, cambiando así o grao de dificultade da activación térmica. Na análise da falla de fundición, hai moitos factores que levan á falla, principalmente a fatiga térmica leva á iniciación e desenvolvemento de gretas. En consecuencia, hai unha serie de factores que inciden na iniciación e propagación das gretas. Entre eles, o contido de xofre é extremadamente importante porque as fendas desenvólvense principalmente ao longo dos sulfuros. O contido de xofre vese afectado pola calidade das materias primas e a súa fundición. Para as pezas de fundición que traballen baixo unha atmosfera protectora de hidróxeno, se o hidróxeno contén sulfuro de hidróxeno, as pezas de fundición sulfuraranse. En segundo lugar, a adecuación do tratamento da solución afectará á resistencia e dureza da fundición.