ریخته گری های فولادی آلیاژ درجه حرارت بالا به طور گسترده در صنایعی که خواستار هستند استفاده می شوند ثبات حرارتی شدید ، استحکام مکانیکی و مقاومت شیمیایی ، مانند هوافضا ، تولید برق ، پردازش شیمیایی و پتروشیمی. یکی از خصوصیات مهم این مواد است مقاومت در برابر خوردگی ، که به طور مستقیم بر ماندگاری ، ایمنی و عملکرد آنها تأثیر می گذارد. درک چگونگی عملکرد ریخته گری های فولادی آلیاژ با درجه حرارت بالا در محیط های خورنده برای مهندسان ، طراحان و تیم های نگهداری ضروری است.
1. نمای کلی از فولاد آلیاژ درجه حرارت بالا
فولادهای آلیاژی با درجه حرارت بالا هستند فولادهای تخصصی آلیاژ شده با عناصری مانند کروم ، نیکل ، مولیبدن و کبالت بشر این عناصر فولاد را با پیشرفت فراهم می کنند مقاومت به اکسیداسیون ، مقاومت درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر خوردگی بشر فرآیند ریخته گری امکان هندسه های پیچیده و ابعاد دقیق را فراهم می کند ، و این فولادها را برای اجزای مناسب مانند تیغه های توربین ، قطعات کوره ، مبدل حرارتی و راکتورهای شیمیایی .
مقاومت در برابر خوردگی این ریخته گری ترکیبی از ترکیب آلیاژ ، ریزساختار و تصفیه سطح ، که با هم کار می کنند تا از تخریب شیمیایی در شرایط سخت جلوگیری کنند.
2. مکانیسم های مقاومت در برابر خوردگی
فولادهای آلیاژ درجه حرارت بالا از طریق چندین مکانیسم در برابر خوردگی مقاومت می کنند:
-
تشکیل لایه های اکسید محافظ
بسیاری از عناصر آلیاژ ، به ویژه کروم ، شکل گیری a را ترویج می کنند لایه اکسید پایدار و چسبنده روی سطح در معرض دمای بالا. این لایه به عنوان یک مانع عمل می کند و از اکسیداسیون بیشتر یا حمله توسط عوامل خورنده مانند اکسیژن ، گوگرد یا کلریدها جلوگیری می کند. -
عناصر آلیاژ برای کنترل خوردگی
- کروم (CR): مقاومت اکسیداسیون را بهبود می بخشد و یک لایه منفعل را برای کاهش از دست دادن فلز تشکیل می دهد.
- نیکل (NI): مقاومت در برابر محیط های اسیدی را تقویت می کند و ریزساختار را در دماهای بالا تثبیت می کند.
- مولیبدن (MO): مقاومت در برابر خوردگی گودال و شکاف ، به ویژه در محیط های غنی از کلرید را افزایش می دهد.
- کبالت (CO) و تنگستن (W): در ثبات درجه حرارت بالا و حفظ قدرت مکانیکی در شرایط خورنده کمک کنید.
- ثبات ریزساختاری
فرآیند ریخته گری ، همراه با عملیات حرارتی ، ریزساختاری را تولید می کند که در برابر خوردگی مرز دانه مقاومت می کند و یکپارچگی را تحت دوچرخه سواری حرارتی حفظ می کند. ریزساختارهای پایدار خطر ترک خوردگی و خرابی ناشی از خوردگی را به حداقل می رسانند.
3. مقاومت در برابر خوردگی در محیط های مختلف
ریخته گری های فولادی آلیاژ با درجه حرارت بالا برای انجام در آن طراحی شده اند محیط های خشن مختلف :
- اتمسفر اکسید کننده: در دمای بالا ، تشکیل اکسیدهای محافظ از مقیاس گذاری و تخریب مواد جلوگیری می کند.
- کاهش محیط یا اسیدی: عناصر آلیاژی مانند نیکل و مولیبدن باعث افزایش مقاومت در برابر اسیدها و کاهش گازها می شوند که معمولاً در پردازش شیمیایی مشاهده می شوند.
- محیط های حاوی کلرید: خوردگی و خوردگی CREVICE با تعادل دقیق کروم و مولیبدن کاهش می یابد.
این تطبیق پذیری باعث می شود ریخته گری های فولادی آلیاژ با درجه حرارت بالا برای هر دو مناسب باشد موتورهای توربین هوافضا در معرض گازهای گرم و کوره های صنعتی یا راکتورهای شیمیایی با رسانه خورنده
4. عوامل مؤثر بر مقاومت در برابر خوردگی
مقاومت در برابر خوردگی ریخته گری های فولادی آلیاژ با درجه حرارت بالا توسط چندین عامل تحت تأثیر قرار می گیرد:
-
ترکیب آلیاژ
تعادل خاص کروم ، نیکل ، مولیبدن و سایر عناصر آلیاژ تعیین می کند که چگونه ماده به طور مؤثر در برابر اکسیداسیون ، گودال و خوردگی عمومی مقاومت می کند. -
پایان سطح و درمان
سطوح جلا یا روکش شده می تواند مقاومت در برابر خوردگی را توسط کاهش زبری سطح و سایت های بالقوه برای حمله شیمیایی بشر برخی از ریخته گری ها تحت درمان های اضافی مانند پوشش های منفعل یا درجه حرارت بالا برای بهبود بیشتر دوام. -
دمای کار و محیط
درجه حرارت شدید ، دوچرخه سواری حرارتی سریع و قرار گرفتن در معرض گازهای خورنده یا مایعات می تواند حتی آلیاژهای با کارایی بالا را به چالش بکشد. انتخاب درجه آلیاژ مناسب برای شرایط عملیاتی در نظر گرفته شده بسیار مهم است. -
نگهداری و بازرسی
بازرسی منظم ، تمیز کردن و نگهداری پیشگیرانه به حفظ لایه های محافظ اکسید و جلوگیری از خوردگی موضعی کمک می کند و عمر خدمات ریخته گری را گسترش می دهد.
5. مزایای فولادهای معمولی
در مقایسه با فولادهای کربن معمولی یا فولادهای ضد زنگ استاندارد ، ریخته گری های فولادی آلیاژ با دمای بالا:
- مقاومت در برابر اکسیداسیون برتر در دماهای بالا
- عمر طولانی تر در محیط های خورنده و حرارتی
- قدرت مکانیکی بالاتر بدون قربانی کردن محافظت در برابر خوردگی
- انعطاف پذیری برای هندسه های پیچیده به دلیل فرآیند ریخته گری
این مزایا باعث می شود که آنها برای مؤلفه های بحرانی که در اثر خوردگی به دلیل خوردگی می تواند عواقب شدید اقتصادی یا ایمنی داشته باشد ، ضروری باشد.
پایان
در مقاومت در برابر خوردگی of high temperature alloy steel castings یکی از با ارزش ترین خواص آنهاست که از طریق آن حاصل می شود ترکیب آلیاژ دقیق ، تشکیل اکسید محافظ ، پایداری ریزساختاری و تیمارهای سطح بشر این ریخته گری ها می توانند در برابر محیط های اکسید کننده ، کاهش ، اسیدی و غنی از کلرید در دمای بالا مقاومت کنند و آنها را برای کاربردهای هوافضا ، تولید برق ، شیمیایی و صنعتی بسیار مناسب می کنند.
برای مهندسان و طراحان ، انتخاب درجه آلیاژ مناسب ، با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی و حفظ صحیح ریخته گری ها به طور صحیح تضمین می شود عملکرد بلند مدت ، ایمنی و راندمان هزینه بشر در اصل ، ریخته گری های فولادی آلیاژ با درجه حرارت بالا راه حل قوی برای محیط های چالش برانگیز که در آن خوردگی و گرما نگرانی های عمده ای دارند ، ارائه ترکیبی از دوام ، قابلیت اطمینان و خصوصیات مکانیکی برتر که فولادهای معمولی نمی توانند با آنها مطابقت داشته باشند. $ $
