Tahan panas paduan. baja khusus dan paduan. Produksi dan penggunaan paduan tahan panas

industri modern tidak bisa dibayangkan tanpa bahan seperti baja. Dengan itu, kita dihadapkan hampir setiap kesempatan. Dengan pengenalan ke dalam struktur berbagai unsur kimia secara signifikan dapat meningkatkan sifat mekanik dan kinerja.

Apa baja

Baja disebut paduan yang terdiri dari karbon dan besi. Juga, paduan seperti (foto dibuang di bawah ini) mungkin memiliki unsur-unsur pengotor kimia lainnya.

Beberapa negara struktural yang berbeda. Jika kandungan karbon adalah dalam 0,025-0,8%, data disebut baja pro-eutektoid dan memiliki di perlite struktur dan ferit. Jika baja Hipereutektoid, adalah mungkin untuk mengamati perlit dan fase sementit. Sebuah fitur dari struktur ferit adalah daktilitas besar. Sementit juga memiliki kekerasan yang cukup. Perlite membentuk kedua fase sebelumnya. Hal ini dapat memiliki bentuk butiran (oleh masuknya butir ferit disusun sementit yang memiliki bentuk melingkar) dan piring (kedua fase memiliki bentuk piring). Jika baja dipanaskan di atas suhu di mana polimorf terjadi, maka perubahan struktur austenit. Fase ini memiliki daktilitas yang tinggi. Jika kadar karbon melebihi 2,14%, bahan dan paduan tersebut disebut besi.

jenis baja

Tergantung pada komposisi baja mungkin baja karbon dan paduan. kandungan karbon kurang dari 0,25% menjadi ciri khas baja karbon rendah. Jika jumlah yang mencapai 0,55%, maka kita bisa bicara tentang media-alloy. Baja, yang memiliki dalam komposisi lebih dari 0,6% karbon, yang disebut karbon tinggi. Jika yang dihasilkan sebagai fusi, teknologi melibatkan pengenalan unsur-unsur kimia tertentu, baja paduan ini disebut. Pengenalan berbagai komponen secara signifikan mengubah sifat-sifatnya. Jika jumlah mereka kurang dari 4%, paduan rendah paduan. Srednelegirovannoj dan baja high-alloy memiliki masing-masing 11% dan lebih dari 12% kotoran. Tergantung di mana di bidang paduan baja yang digunakan, mereka mengalokasikan jenis seperti: instrumental, baja struktural dan khusus dan paduan.

teknologi manufaktur

pembuatan baja proses yang cukup memakan waktu. Ini mencakup beberapa tahap. Pertama-tama, Anda perlu bahan baku - bijih besi. Tahap pertama terdiri dari pemanasan sampai suhu tertentu. Ketika ini terjadi proses oksidatif. Pada langkah kedua suhu menjadi jauh lebih tinggi. proses oksidasi karbon yang lebih intens. Kemungkinan pengayaan oksigen tambahan paduan. kotoran yang tidak diinginkan dihapus untuk terak. Langkah selanjutnya diarahkan untuk penghapusan oksigen dari baja karena secara signifikan mengurangi sifat mekanik. difusi ini dapat dilakukan atau metode presipitasi. Jika proses deoksidasi tidak terjadi, baja yang dihasilkan disebut didih. paduan tenang tidak memancarkan gas, oksigen dihapus sepenuhnya. Di antara semi-tewas baja. Produksi paduan besi terjadi di perapian, tungku induksi, tungku oksigen dasar.

paduan baja

Dalam rangka untuk mendapatkan sifat tertentu dari baja, komposisi diberikan dopants khusus. Keuntungan utama dari paduan tersebut ditingkatkan ketahanan terhadap berbagai deformasi, komponen handal dan anggota struktural lainnya meningkat secara signifikan. Pendinginan mengurangi persentase retak dan cacat lainnya. Seringkali, metode seperti kejenuhan menggunakan unsur-unsur yang berbeda untuk memberikan ketahanan terhadap korosi kimia. Tapi ada beberapa kelemahan. Mereka membutuhkan pengolahan tambahan, probabilitas tinggi terjadinya retak rambut. Selain itu, meningkatkan biaya material. Unsur-unsur paduan yang paling umum - kromium, nikel, tungsten, molibdenum dan kobalt. bidang mereka dari aplikasi yang cukup tinggi. rekayasa ini, dan produksi rincian jaringan pipa, pembangkit listrik, pesawat dan banyak lagi.

Konsep ketahanan panas dan tahan panas

Ketahanan panas jangka dimaksudkan kemampuan dari logam atau paduan untuk mempertahankan semua karakteristik ketika beroperasi pada suhu tinggi. Dalam lingkungan seperti itu sering diamati korosi gas. Oleh karena itu, materi harus memiliki ketahanan terhadap aksinya, yang menjadi tahan panas. Dengan demikian, karakteristik paduan digunakan dalam suhu yang besar harus mencakup kedua konsep ini. Hanya jika baja seperti memberikan umur layanan yang diperlukan untuk bagian, alat-alat dan elemen struktural lainnya.

Fitur baja tahan panas

Dalam kasus di mana suhu mencapai nilai yang tinggi, memerlukan penggunaan paduan yang tidak akan runtuh dan menolak deformasi. Dalam hal ini, sebuah paduan tahan panas. Suhu operasi untuk bahan tersebut - di atas 500 ° C Poin penting mencirikan baja yang sama adalah batas daya tahan tinggi, plastisitas, yang dipertahankan untuk waktu yang lama serta resistensi relaksasi. Ada sejumlah komponen yang mampu secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap suhu tinggi: kobalt, tungsten, molybdenum. Dan komponen wajib adalah kromium. Dia tidak begitu banyak mempengaruhi kekuatan, meningkatkan ketahanan terhadap skala. Chrome juga mencegah proses korosi. Karakteristik lain yang penting dari paduan jenis ini - creep lambat.

Klasifikasi panas baja tahan struktur

Tahan panas dan tahan panas paduan kelas feritik, martensit, austenit dan struktur feritno martensit. Yang pertama terdiri dari sekitar 30% kromium. Setelah perlakuan khusus menjadi struktur butir halus. Jika suhu pemanasan melebihi 850ºS, meningkat biji-bijian, dan bahan tahan panas seperti menjadi rapuh. nilai martensit ditandai dengan kandungan kromium dari dari 4% sampai 12%. Nikel juga dapat hadir dalam jumlah kecil, tungsten dan elemen lainnya. Dari mereka memproduksi komponen turbin, katup di dalam kendaraan. Baja yang memiliki dalam struktur martensit dan ferit, cocok untuk operasi pada suhu tinggi konstan dan operasi jangka panjang. Kadar krom mencapai 14%. Austenit diperoleh dengan memperkenalkan panas sebuah paduan nikel tahan. Baja dengan struktur serupa memiliki banyak merek.

paduan berbasis nikel

Nikel memiliki sejumlah sifat yang berguna. Dia memiliki efek positif pada machinability dari baja (panas dan dingin). Jika item atau alat yang dirancang untuk bekerja dalam lingkungan yang keras, doping dari elemen ini secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap korosi. bahan nikel-base tahan panas dipisahkan ke dalam kelompok berikut: tahan panas dan tahan panas itu sendiri. Yang terakhir ini juga harus memiliki minimal karakteristik tahan panas. suhu operasi mencapai 1200 ° C. Selain itu diberikan kromium atau titanium. Secara karakteristik, baja paduan dengan nikel, memiliki sejumlah kecil kotoran seperti barium, magnesium, boron, oleh karena itu, batas butir lebih diperkuat. Superalloy jenis ini tersedia dalam bentuk ditempa, digulung. Hal ini juga memungkinkan rincian surut. Area utama aplikasi - unsur manufaktur turbin gas. paduan nikel-base tahan panas memiliki komposisi dan hingga 30% kromium. Mereka cukup baik untuk stamping, welding. Selain itu, resistensi skala tinggi. Hal ini memungkinkan untuk menggunakannya dalam sistem pipa gas.

Panas menolak baja, titanium alloy

Titanium diperkenalkan dalam jumlah kecil (0,3%). Dalam hal ini meningkatkan kekuatan paduan. Jika isinya jauh lebih tinggi, beberapa memburuk sifat mekanik (kekerasan, kekuatan). Tapi plastisitas peningkatan. Ini memfasilitasi pengolahan baja. Ketika diberikan titanium bersama-sama dengan komponen lainnya secara signifikan dapat meningkatkan karakteristik suhu tinggi. Jika ada kebutuhan untuk bekerja di lingkungan yang tidak bersahabat (terutama dalam kasus ketika konstruksi melibatkan pengelasan), unsur paduan kimia Data dibenarkan.

paduan kobalt

Sejumlah besar kobalt (hingga 80%) digunakan untuk memproduksi bahan-bahan seperti superalloy dan paduan tahan panas, karena jarang digunakan dalam bentuk murni. administrasi meningkatkan daktilitas serta resistensi di bawah suhu tinggi. Dan yang lebih tinggi itu, semakin tinggi jumlah cobalt tergabung dalam paduan. Dalam beberapa cap isinya mencapai 30%. Fitur lain yang karakteristik baja ini - perbaikan sifat magnetik. Namun, karena tingginya biaya kobalt, penggunaannya agak terbatas.

Pengaruh molibdenum pada superalloy

Aktif unsur kimia secara signifikan mempengaruhi kekuatan material pada suhu tinggi. Terutama efektif adalah penggunaan bersama-sama dengan unsur-unsur lainnya. Ini secara signifikan meningkatkan kekerasan baja (sudah pada kandungan 0,3%). kekuatan tarik juga meningkat. Fitur lain yang positif yang memiliki superalloy doped molibdenum - tingkat yang lebih besar dari resistensi terhadap proses oksidatif. Molibdenum kontribusi untuk perbaikan butir. Kerugiannya adalah sulitnya pengelasan.

baja khusus lainnya dan paduan

Untuk melakukan tugas tertentu membutuhkan bahan yang memiliki sifat tertentu. Dengan demikian, kita bisa bicara tentang penggunaan paduan khusus, yang dapat menjadi paduan dan karbon. Set akhir karakteristik yang diperlukan dicapai karena fakta bahwa pembuatan paduan dan pengolahan mereka adalah teknologi khusus. Lain paduan dan baja khusus dibagi menjadi struktural dan instrumental. Di antara masalah utama untuk jenis bahan adalah sebagai berikut: ketahanan terhadap korosi dan memakai proses, kemampuan untuk bekerja dalam lingkungan yang tidak bersahabat, meningkat karakteristik mekanik. Dalam kategori ini adalah baja tahan panas dan paduan dengan suhu kerja yang tinggi dan baja kriogenik yang dapat menahan hingga -296ºS.

alat baja

Untuk pembuatan alat-alat yang digunakan dalam pembuatan baja alat khusus. Karena kenyataan bahwa kondisi kerja dari bahan yang berbeda juga dipilih secara individual. Karena instrumen agak tinggi persyaratan, dan karakteristik paduan untuk produksi mereka sesuai: mereka harus bebas dari kotoran eksternal, inklusi proses deoksidasi baik dilakukan, dan struktur homogen. Untuk alat ukur penting untuk memiliki kinerja yang stabil dan menolak memakai. Berbicara tentang alat pemotong, bahwa mereka beroperasi pada suhu tinggi (tepi pemanasan terjadi), gesekan konstan dan deformasi. Oleh karena itu, bagi mereka itu sangat penting untuk menjaga kekerasan utama ketika dipanaskan. Tipe lain dari alat baja - kecepatan tinggi. Pada dasarnya, itu paduan dengan tungsten. Kekerasan dipertahankan pada suhu sekitar 600 ° C. Ada juga mati baja. Mereka dirancang untuk deformasi panas dan dingin.

Lingkup paduan tujuan khusus

Industri yang menggunakan paduan dengan karakteristik khusus ditetapkan. Karena kualitas unggul, mereka sangat diperlukan dalam rekayasa, konstruksi, industri minyak bumi. Tahan panas dan tahan panas paduan digunakan dalam pembuatan komponen turbin, suku cadang untuk mobil. Baja yang memiliki fitur anti korosi yang tinggi, sangat diperlukan untuk produksi pipa, karburator jarum, disk, berbagai elemen industri kimia. Rel untuk kereta api, ember, transportasi ulat - dasar untuk semua ini adalah baja tahan aus. Dalam produksi massal baut, sekrup dan barang serupa yang digunakan paduan robot. Mata air harus cukup elastis dan tahan lama. Oleh karena itu, bahan bagi mereka adalah baja pegas. Dalam rangka meningkatkan kualitas ini itu lebih paduan dengan kromium, molibdenum. Semua paduan khusus dan baja dengan seperangkat karakteristik tertentu dapat mengurangi biaya bagian di mana sebelumnya digunakan logam non-ferrous.