Fizička svojstva čelika otpornog na toplinu
Očigledno, najistaknutija karakteristika čelika otpornog na toplinu je otpornost na visoke temperature, koja može održati normalan oblik obratka i zahtjeve radnih performansi u radnom okruženju na visokim temperaturama. Dakle, pored otpornosti na visoke temperature, koja su osnovna fizička svojstva čelika otpornog na toplinu? Sada ćemo ih nabrojati jedan po jedan.
Otpornost čelika otpornog na visoke temperature na koroziju
Čelik otporan na toplinu često radi u visokotemperaturnom kompleksnom korozivnom okruženju. Otpornost na koroziju pri visokim temperaturama je vrlo važan zahtjev za performanse čelika otpornog na toplinu. Visokotemperaturna korozija je reakcija materijala na različite plinske sredine na visokim temperaturama. Glavni oblici visokotemperaturne plinske korozije su: visokotemperaturna oksidacija, vulkanizacija, nitriranje, karbonizacija i drugi oblici. Osim toga, postoje visoke temperature rastaljene soli odjeća, visoke temperature tečnog metala korozije.
Fizička svojstva čelika otpornog na toplinu otporna su na oksidaciju pri visokim temperaturama
Kada je afinitet između metala i kiseonika veliki, a rastvorljivost kiseonika u kristalnom hromu dostigne zasićenje, na površini metala se formiraju nitridi. Jednom kada se formira oksidni film, nastavak procesa oksidacije će zavisiti od dva faktora: (a) brzine reakcije na granici, uključujući brzinu reakcije na interfejsu metal/oksid i oksid/gas; (b) brzinu difuzije materijala koji učestvuje u reakciji kroz oksidni film. Općenito, kada metalna površina inicijalno reagira s kisikom kako bi se proizveo izuzetno tanak oksidni film, reakcija sučelja igra vodeću ulogu, to jest, reakcija sučelja je kontrolni faktor za stvaranje oksidnog filma. Međutim, s rastom oksidnog filma, proces difuzije će postupno igrati sve važniju ulogu kao kontrolni faktor za nastavak oksidacije. Oksidni film formiran na površini metala je općenito čvrst, ali prema prirodi oksidnog filma, na višim temperaturama, neki metalni oksidi su tekući, a neki plinoviti.
Krom, aluminij, silicij i elementi rijetkih zemalja dodani su čeliku otpornom na toplinu kako bi se formirao potpuni i gusti zaštitni oksidni film s kisikom. Nanošenje premaza na metalnoj površini je također važna metoda za poboljšanje otpornosti na oksidaciju pri visokim temperaturama. Na primjer, aluminiziranje, silikoniziranje ili krom-aluminij, krom-silikoniziranje na površini čelika otpornog na toplinu imaju značajno antioksidativno djelovanje.
Fizička svojstva čelika otpornih na toplinu otpornih na visokotemperaturnu vulkanizaciju
Visokotemperaturna vulkanizacija je ozbiljniji oblik visokotemperaturne korozije od čiste oksidacije, jer sulfidni film ima veću koncentraciju defekata od oksidnog filma i skloniji je pucanju i ljuštenju, posebno niskoj temperaturi topljenja sulfida, visokoj pari pritisak i niska eutektička tačka većine sulfida. Tokom vulkanizacije, postojanje oblika sumpora utiče na brzinu vulkanizacije na visokim temperaturama. Parna faza sumpora može biti u obliku sumporne pare, sumpor-dioksida, sumpornog trioksida, vodonik sulfida i organskog sulfida. Kada su sumpor i kisik istovremeno prisutni, na površini metala se često formira miješani sloj rđe od oksida i sulfida, koji je više zaštitni od sulfida proizvedenih u H2S ili organskim parama sumpora i sumpora.
Budući da je vulkanizacija slična oksidaciji, osnovna teorija oksidacije i osnovne mjere oksidacije tekstila primjenjive su na vulkanizaciju. Dodavanje hroma, aluminija, silicija i drugih legirajućih elemenata čeliku može spriječiti ili usporiti visokotemperaturnu vulkanizaciju u određenoj mjeri.
Fizička svojstva čelika otpornih na toplinu protiv nitriranja pri visokim temperaturama
Nitriranje se razlikuje od oksidacije i vulkanizacije, a njegov oblik kvara je također različit. Tokom nitriranja, konačni proizvod mogu biti svi nitridni slojevi, ali je otpornost sloja na koroziju slaba u vodenom rastvoru ili je plastičnost metala smanjena zbog difuzije azota u metal, a kada kontinuirani sloj nitrida ne može Ako se formira na metalnoj površini, sloj je vrlo zelen. Stoga, na bazi gotovo nema zaštitnog učinka. Stoga, kada se formira nitriranje na površini metala, ukupne performanse metalnog materijala će biti značajno smanjene.
Gvožđe, hrom, aluminijum, titan i drugi elementi lako se formiraju nitridi; Nikl, bakar i drugi elementi ne stvaraju stabilne nitride čak ni na visokim temperaturama. Stoga, nikl, bakar i drugi elementi imaju uticaj na inhibiciju nitriranja. U mješovitoj atmosferi (kao što je atmosfera koja sadrži sumpor), nikl ne može inhibirati nitriranje zbog svoje lake vulkanizacije. Međutim, u praktičnom inženjeringu, materijal sa visokim sadržajem nikl hroma je i dalje najbolji materijal koji je otporan na nitriranje pri visokim temperaturama. Predoksidacija materijala ima određeni učinak na poboljšanje njegove otpornosti na oksidaciju, posebno za nehrđajući čelik otporan na toplinu.
