Karstumizturība un karstumizturība ir svarīgas tērauda īpašības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Karstumizturība un karstumizturība ir ļoti svarīgas īpašības. Daži mašīnbūves izstrādājumi darbojas ļoti sarežģītos apstākļos paaugstinātā temperatūrā. Parastie konstrukciju tēraudi, karsējot, pēkšņi maina savas mehāniskās un fizikālās īpašības, sāk aktīvi oksidēties un veidot nogulsnes, kas ir pilnīgi nepieņemami un rada visa mezgla atteices un, iespējams, nopietnas avārijas draudus. Lai strādātu paaugstinātā temperatūrā, materiālu inženieri ar metalurgu palīdzību radīja vairākus īpašus tēraudus un sakausējumus. Šajā rakstā ir sniegts to īss apraksts.

Karstumizturīgi tēraudi

Daudzi cilvēki siltumnoturības jēdzienu pielīdzina tādam jēdzienam kā siltuma pretestība. To nekādā gadījumā nedrīkst darīt. Karstumizturību sauc arī par sarkano trauslumu. Un šis jēdziens nozīmē metāla (vai sakausējuma) spēju saglabātaugstas mehāniskās īpašības, strādājot paaugstinātā temperatūrā. Tas nozīmē, ka šāds metāls, pat uzkarsēts līdz sarkanam spīdumam (tas ir raksturīgs temperatūrai virs 550 °C), nelīst un saglabās pietiekamu stingrību.

Vienkārši izsakoties, karstumizturība ir materiāla spēja saglabāt veiktspēju, kad tas tiek uzkarsēts līdz augstām temperatūrām. Parastie konstrukciju tēraudi pat ar nelielu karsēšanu kļūst elastīgi, kas izslēdz iespēju tos izmantot tādu izstrādājumu ražošanai, kas darbojas augstā temperatūrā.

Dažādu šķiru metāliem un sakausējumiem ir atšķirīga karstumizturība. Šis rādītājs ir atkarīgs no materiāla ķīmiskā sastāva. Karstumizturības testus var veikt ilgu laiku. Taču visbiežāk paraugiem, kas uzkarsēti cepeškrāsnī līdz noteiktai temperatūrai, tiek veikta stiepes pārbaude uz īsu laiku.

Karstumizturīgi tēraudi

Karstumizturība, atšķirībā no karstumizturības, ir materiālu spēja pretoties korozijas procesu attīstībai, strādājot augstā temperatūrā. Parastie tēraudi, ja tie tiek pakļauti karstumam (izņemot termisko apstrādi aizsargatmosfērā vai vakuumā), sāk oksidēties. Turklāt, ilgstoši karsējot, ogleklis uz produkta virsmas sāk izdegt. Rezultātā virsma ir noplicināta no oglekļa, kas izraisa krasas virsmas mehānisko īpašību (galvenokārt cietības) izmaiņas. Nodilumizturība samazinās. Iegūst tik negatīvu attīstībuparādība, piemēram, kauslis. Šīs grupas tēraudi var darboties aptuveni 550 °C temperatūrā.

Lai palielinātu tērauda karstumizturību, tā kausējums tiek leģēts ar silīciju, alumīniju un hromu. Dažreiz pietiek ar to, lai palielinātu detaļas virsmas karstumizturību. Šajā gadījumā pulverveida vidē tiek izmantota silikonēšana vai aluminizācija (virsmas slāņa piesātināšana ar attiecīgi silīcija vai alumīnija atomiem).

Materiāli ar augstu kušanas temperatūru

Darbojoties īpaši augstā temperatūrā, minētos materiālus nevar izmantot, jo temperatūrā, kas ir aptuveni 2000 ° C, sākas kušana (izdalās šķidrā fāze). Šiem nolūkiem tiek izmantoti ugunsizturīgi metāli: volframs, niobijs, vanādijs, cirkonijs utt. Šie materiāli ir diezgan dārgi, taču inženieri tiem vēl nav atraduši cienīgu alternatīvu.

Hroma un niķeļa sakausējumu raksturojums

Sakausējumi ar augstu karstumizturību ir ļoti pieprasīti enerģētikā (tvaika turbīnu lāpstiņas, lidmašīnu dzinēju daļas utt.). Turklāt nepieciešamība pēc šādiem materiāliem nepārtraukti pieaug. Turklāt ražošana prasa, lai zinātnieki iegūtu arvien modernākus materiālus, kas spēj saglabāt savu veiktspēju ļoti augstā temperatūrā. Tāpēc nepārtraukti notiek darbs pie karstumizturības palielināšanas. To veicina niķelis vai drīzāk tērauda leģēšana ar šo elementu.

Visi karstumizturīgi tēraudiir leģēti ar niķeli (ne mazāk kā 65%). Chrome ir obligāta. Šī elementa saturs nedrīkst būt mazāks par 14%. Pretējā gadījumā metāla virsma tiks intensīvi oksidēta.

Tēraudus papildus leģē ar alumīniju, vanādiju un citiem ugunsizturīgiem elementiem. Alumīnijs, piemēram, pat istabas temperatūrā ir pārklāts ar plānu oksīda plēvi, kas neļauj korozijai dziļi iekļūt metālā. Tas nozīmē, ka netiek veidota skala.