Thép chịu nhiệt
(1) Khái niệm chung về thép chịu nhiệt
Thép có khả năng chịu nhiệt cao được gọi là thép chịu nhiệt, được sử dụng để chế tạo các bộ phận trong các thiết bị nhiệt độ cao như lò sưởi, nồi hơi, tua bin khí.
Khả năng chịu nhiệt của thép bao gồm ý nghĩa của khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao và độ bền nhiệt độ cao. Khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao của kim loại đề cập đến khả năng chống oxy hóa của kim loại ở nhiệt độ cao. Độ bền nhiệt độ cao đề cập đến khả năng thép chịu được tải trọng cơ học ở nhiệt độ cao. Vì vậy, thép chịu nhiệt đòi hỏi cả khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao tốt và độ bền nhiệt độ cao cao.
Lắp đặt nhiệt độ cao
(2) Thép chịu nhiệt thông dụng
Khi lựa chọn thép chịu nhiệt, cần chú ý đến phạm vi nhiệt độ làm việc của thép và tính chất cơ lý của thép ở nhiệt độ này, có thể chia thành các loại sau theo phạm vi nhiệt độ và tổ chức.
① Thép chịu nhiệt ngọc trai Loại thép này là thép chịu nhiệt hợp kim thấp, cấu trúc vi mô nhẹ + ferrite, nhiệt độ làm việc là 350 ~ 550 độ. Do lượng nguyên tố hợp kim ít và quy trình tốt nên nó thường được sử dụng trong sản xuất các bộ phận chịu nhiệt như nồi hơi, bình chịu áp lực hóa học và bộ trao đổi nhiệt, chẳng hạn như 15CrMo, chủ yếu được sử dụng trong các bộ phận của nồi hơi.
Quá trình hình cầu hóa và grafit hóa của ngọc trai sẽ xảy ra trong quá trình sử dụng lâu dài loại thép này, làm giảm đáng kể giới hạn rão và độ bền của thép. Để đạt được mục đích này, loại thép này cố gắng giảm phần khối lượng của hàm lượng carbon và mangan, đồng thời bổ sung thích hợp crom, molypden và các nguyên tố khác để ức chế xu hướng hình cầu hóa và đồ họa hóa. Ngoài ra, crom được thêm vào thép để cải thiện khả năng chống oxy hóa và molypden được thêm vào để cải thiện độ bền nhiệt độ cao của thép. Các loại thép chịu nhiệt ngọc trai thường được sử dụng là 12CrMo, 15CrMo, 20CrMo, 12CrMoV, 24CrMoV, v.v.
Hàm lượng crom của thép chịu nhiệt martensitic thường là 7% đến 13%, và các nguyên tố hợp kim như molypden, vonfram, vanadi titan, nitơ, boron cũng được thêm vào thép, do đó độ bền nhiệt của thép được cải thiện đáng kể . Nó có khả năng chống oxy hóa cường độ nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn hơi nước dưới 650 độ, nhưng khả năng hàn kém.
Thép chịu nhiệt Martensitic có các đặc tính cơ học toàn diện tốt, độ bền nhiệt tốt, khả năng chống ăn mòn và giảm rung, được sử dụng rộng rãi làm tuabin, cánh tuabin khí, ống nồi hơi áp suất cao, van đầu vào và xả ô tô và các vật liệu khác.
Các loại thép chịu nhiệt martensitic thường được sử dụng là 1Cr13, 2Cr13, 1Cr11MoV, 4Cr9Si2, 4Cr10Si2Mo, v.v.
③ Khả năng chịu nhiệt của thép chịu nhiệt austenit tốt hơn thép chịu nhiệt ngọc trai và thép chịu nhiệt martensitic, chứa nhiều nguyên tố tạo thành austenit như niken, mangan và nitơ, đồng thời có độ bền nhiệt độ cao tốt hơn và tổ chức tốt hơn sự ổn định khi nó ở trên 600 độ. Hiệu suất biến dạng dẻo lạnh và hiệu suất hàn của loại thép này rất tốt, nhiệt độ làm việc chung là 600 ~ 700 độ, và nó được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không, hóa dầu và các ngành công nghiệp khác để sản xuất cánh tuabin, van hơi động cơ, v.v. .
