उष्णता-प्रतिरोधक स्टील उच्च तापमान ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि उच्च तापमान शक्ती असलेल्या स्टीलचा संदर्भ देते. उच्च तापमानात वर्कपीस दीर्घकाळ कार्य करते याची खात्री करण्यासाठी उच्च तापमान ऑक्सिडेशन प्रतिरोध ही एक महत्त्वाची अट आहे. उच्च-तापमान हवेसारख्या ऑक्सिडायझिंग वातावरणात, ऑक्सिजन स्टीलच्या पृष्ठभागावर रासायनिक रीतीने प्रतिक्रिया देऊन लोह ऑक्साईडचे विविध स्तर तयार करतात. ऑक्साईडचा थर खूप सैल आहे, स्टीलची मूळ वैशिष्ट्ये गमावते आणि पडणे सोपे आहे. स्टीलचा उच्च-तापमान ऑक्सिडेशन प्रतिकार सुधारण्यासाठी, ऑक्साईड संरचना बदलण्यासाठी स्टीलमध्ये मिश्रित घटक जोडले जातात. क्रोमियम, निकेल, क्रोमियम, सिलिकॉन, ॲल्युमिनिअम इत्यादी सामान्यतः वापरले जाणारे मिश्रधातू घटक आहेत. स्टीलचे उच्च तापमान ऑक्सिडेशन प्रतिरोध केवळ रासायनिक रचनाशी संबंधित आहे.
उच्च तापमान शक्ती उच्च तापमानात दीर्घकाळ यांत्रिक भार टिकवून ठेवण्याची स्टीलची क्षमता दर्शवते. उच्च तापमानात यांत्रिक लोड अंतर्गत स्टीलचे दोन मुख्य परिणाम आहेत. एक म्हणजे मऊ होणे, म्हणजेच वाढत्या तापमानासह ताकद कमी होते. दुसरे म्हणजे रेंगाळणे, म्हणजेच सतत तणावाच्या प्रभावाखाली, प्लास्टिकच्या विकृतीचे प्रमाण कालांतराने हळूहळू वाढते. उच्च तापमानात स्टीलचे प्लास्टिकचे विकृतीकरण इंट्राग्रॅन्युलर स्लिप आणि ग्रेन बाउंड्री स्लिपमुळे होते. स्टीलची उच्च तापमान शक्ती सुधारण्यासाठी, मिश्रधातूच्या पद्धती सामान्यतः वापरल्या जातात. म्हणजेच, अणूंमधील बाँडिंग फोर्स सुधारण्यासाठी आणि अनुकूल रचना तयार करण्यासाठी स्टीलमध्ये मिश्रधातू घटक जोडले जातात. क्रोमियम, मॉलिब्डेनम, टंगस्टन, व्हॅनेडियम, टायटॅनियम इ. जोडणे, स्टील मॅट्रिक्स मजबूत करू शकते, पुनर्स्थापना तापमान वाढवू शकते आणि बळकट करणारे फेज कार्बाईड किंवा इंटरमेटॅलिक संयुगे, जसे की Cr23C6, VC, TiC, इत्यादी देखील तयार करू शकतात. उच्च तापमानात स्थिर, विरघळत नाही, वाढण्यासाठी एकत्रित करू नका आणि त्यांची देखभाल करू नका कडकपणा निकेल प्रामुख्याने प्राप्त करण्यासाठी जोडले जातेऑस्टेनाइट. ऑस्टेनाइटमधील अणू फेराइटपेक्षा घट्ट मांडलेले असतात, अणूंमधील बाँडिंग फोर्स अधिक मजबूत असते आणि अणूंचा प्रसार अधिक कठीण असतो. म्हणून, ऑस्टेनाइटची उच्च तापमान शक्ती अधिक चांगली आहे. हे पाहिले जाऊ शकते की उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलची उच्च-तापमान शक्ती केवळ रासायनिक रचनाशी संबंधित नाही तर सूक्ष्म संरचनाशी देखील संबंधित आहे.
उच्च मिश्रधातू उष्णता-प्रतिरोधकस्टील कास्टिंगकामाचे तापमान 650 ℃ पेक्षा जास्त असलेल्या प्रसंगी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. उष्णता-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंग उच्च तापमानात काम करणार्या स्टील्सचा संदर्भ देते. उष्णता-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंगचा विकास विविध औद्योगिक क्षेत्रांच्या तांत्रिक प्रगतीशी जवळचा संबंध आहे जसे की पॉवर स्टेशन, बॉयलर, गॅस टर्बाइन, अंतर्गत ज्वलन इंजिन आणि एरो इंजिन. विविध मशीन्स आणि उपकरणांद्वारे वापरल्या जाणाऱ्या भिन्न तापमानामुळे आणि तणावामुळे तसेच भिन्न वातावरणामुळे, वापरलेल्या स्टीलचे प्रकार देखील भिन्न आहेत.
स्टेनलेस स्टीलचा समतुल्य ग्रेड | |||||||||
| गट | AISI | डब्ल्यू-स्टॉफ | DIN | BS | SS | AFNOR | UNE/IHA | JIS | UNI |
| Martensitic आणि Ferritic स्टेनलेस स्टील | ४२० से | १,४०३४ | X43Cr16 | ||||||
| ४४० बी/१ | १,४११२ | X90 Cr Mo V18 | |||||||
| - | 1.2083 | X42 Cr 13 | - | 2314 | Z 40 C 14 | F.5263 | SUS 420 J1 | - | |
| 403 | 1.4000 | X6Cr13 | 403 S 17 | 2301 | Z 6 C 13 | F.3110 | SUS 403 | X6Cr13 | |
| (410S) | १.४००१ | X7 कोटी 14 | (403 S17) | 2301 | Z 8 C 13 | F.3110 | SUS 410 S | X6Cr13 | |
| 405 | 1.4002 | X6 CrAl 13 | 405 S 17 | - | Z 8 CA 12 | F.3111 | SUS 405 | X6 CrAl 13 | |
| ४१६ | १.४००५ | X12 CrS 13 | 416 S 21 | 2380 | Z 11 CF 13 | F.3411 | SUS 416 | X12CrS13 | |
| 410 | 1.4006 | X 10 कोटी 13 | 410 S21 | 2302 | Z 10 C 14 | F.3401 | SUS 410 | X12Cr13 | |
| ४३० | १.४०१६ | X6 कोटी १७ | 430 S 17 | 2320 | Z 8 C 17 | F.3113 | SUS 430 | X8Cr17 | |
| 420 | १.४०२१ | X20 Cr 13 | 420 S 37 | 2303 | Z 20 C 13 | F.3402 | SUS 420 J1 | X20Cr13 | |
| 420F | 1.4028 | X30 कोटी 13 | 420 S 45 | (२३०४) | Z 30 C 13 | F.3403 | SUS 420 J2 | X30Cr13 | |
| (४२०) | १.४०३१ | X39Cr13 | 420 S 45 | (२३०४) | Z 40 C 14 | F.3404 | (SUS 420 J1) | - | |
| ४३१ | १.४०५७ | X20 CrNi 17 2 | ४३१ एस २९ | 2321 | Z 15 CNi 16.02 | F.3427 | SUS 431 | X16CrNi16 | |
| 430F | १.४१०४ | X12 CrMoS 17 | - | 2383 | Z 10 CF 17 | F.3117 | SUS 430 F | X10CrS17 | |
| ४३४ | १.४११३ | X6 CrMo 17 | 434 S 17 | 2325 | Z 8 CD 17.01 | - | SUS 434 | X8CrMo17 | |
| 430Ti | १.४५१० | X6 CrTi 17 | - | - | Z 4 CT 17 | - | SUS 430 LX | X6CrTi17 | |
| 409 | १.४५१२ | X5 CrTi 12 | 409 S 17 | - | Z 6 CT 12 | - | SUH 409 | X6CrTi12 | |
| ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील | 304 | १.४३०१ | X5 CrNi 18 9 | 304 S 15 | 2332 | Z 6 CN 18.09 | F.3551 | SUS 304 | X5CrNi18 10 |
| 305 | १.४३०३ | X5 CrNi 18 12 | 305 एस 19 | - | Z 8 CN 18.12 | - | SUS 305 | X8CrNi19 10 | |
| 303 | १.४३०५ | X12 CrNiS 18 8 | 303 S 21 | २३४६ | Z 10 CNF 18.09 | F.3508 | SUS 303 | X10CrNiS 18 09 | |
| 304L | १.४३०६ | X2 CrNiS 18 9 | 304 S 12 | 2352 | Z 2 CN 18.10 | F.3503 | SUS 304L | X2CrNi18 11 | |
| 301 | १.४३१० | X12 CrNi 17 7 | - | 2331 | Z 12 CN 17.07 | F.3517 | SUS 301 | X12CrNi17 07 | |
| 304 | १.४३५० | X5 CrNi 18 9 | 304 S 31 | 2332 | Z 6 CN 18.09 | F.3551 | SUS 304 | X5CrNi18 10 | |
| 304 | १.४३५० | X5 CrNi 18 9 | 304 S 31 | 2333 | Z 6 CN 18.09 | F.3551 | SUS 304 | X5CrNi18 10 | |
| 304LN | 1.4311 | X2 CrNiN 18 10 | 304 एस 62 | २३७१ | Z 2 CN 18.10 | - | SUS 304 LN | - | |
| 316 | १.४४०१ | X5 CrNiMo 18 10 | 316 S 16 | २३४७ | Z 6 CND 17.11 | F.3543 | SUS 316 | X5CrNiMo17 12 | |
| 316L | १.४४०४ | - | ३१६ एस १२/१३/१४/२२/२४ | 2348 | Z 2 CND 17.13 | SUS316L | X2CrNiMo17 12 | ||
| 316LN | १.४४२९ | X2 CrNiMoN 18 13 | - | २३७५ | Z 2 CND 17.13 | - | SUS 316 LN | - | |
| 316L | १.४४३५ | X2 CrNiMo 18 12 | ३१६ एस १२/१३/१४/२२/२४ | 2353 | Z 2 CND 17.13 | - | SUS316L | X2CrNiMo17 12 | |
| 316 | १.४४३६ | - | ३१६ एस ३३ | 2343 | Z 6 CND18-12-03 | - | - | X8CrNiMo 17 13 | |
| 317L | १.४४३८ | X2 CrNiMo 18 16 | 317 S 12 | २३६७ | Z 2 CND 19.15 | - | SUS 317 L | X2CrNiMo18 16 | |
| ३२९ | १.४४६० | X3 CrNiMoN 27 5 2 | - | 2324 | Z5 CND 27.05.Az | F.3309 | SUS 329 J1 | - | |
| 321 | १.४५४१ | X10 CrNiTi 18 9 | ३२१ एस १२ | 2337 | Z 6 CND 18.10 | F.3553 | SUS 321 | X6CrNiTi18 11 | |
| ३४७ | १.४५५० | X10 CrNiNb 18 9 | 347 S 17 | 2338 | Z 6 CNNb 18.10 | F.3552 | SUS 347 | X6CrNiNb18 11 | |
| 316Ti | १.४५७१ | X10 CrNiMoTi 18 10 | 320 S 17 | 2350 | Z 6 CNDT 17.12 | F.3535 | - | X6CrNiMoTi 17 12 | |
| 309 | १.४८२८ | X15 CrNiSi 20 12 | 309 एस 24 | - | Z 15 CNS 20.12 | - | SUH 309 | X16 CrNi 24 14 | |
| ३३० | १.४८६४ | X12 NiCrSi 36 16 | - | - | Z 12 NCS 35.16 | - | SUH 330 | - | |
| डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील | S32750 | १.४४१० | X 2 CrNiMoN 25 7 4 | - | 2328 | Z3 CND 25.06 Az | - | - | - |
| S31500 | १.४४१७ | X 2 CrNiMoSi 19 5 | - | २३७६ | Z2 CND 18.05.03 | - | - | - | |
| S31803 | १.४४६२ | X 2 CrNiMoN 22 5 3 | - | २३७७ | Z 3 CND 22.05 (Az) | - | - | - | |
| S32760 | १.४५०१ | X 3 CrNiMoN 25 7 | - | - | Z 3 CND 25.06 Az | - | - | - | |
| ६३० | १.४५४२ | X5CrNiCNb16-4 | - | - | - | - | - | - | |
| A564/630 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
वेगवेगळ्या देशांमध्ये उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलचे मानक
1) चीनी मानक
GB/T 8492-2002 "उष्मा-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंगसाठी तांत्रिक परिस्थिती" विविध उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील्सचे ग्रेड आणि खोलीचे तापमान यांत्रिक गुणधर्म निर्दिष्ट करते.
2) युरोपियन मानक
EN 10295-2002 उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील मानकांमध्ये ऑस्टेनिटिक उष्णता-प्रतिरोधक स्टेनलेस स्टील, फेरिटिक उष्णता-प्रतिरोधक स्टेनलेस स्टील आणि ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक डुप्लेक्स उष्णता-प्रतिरोधक स्टेनलेस स्टील, तसेच निकेल-आधारित मिश्रधातू आणि मिश्रधातू-बास्ट-बाल यांचा समावेश आहे.
3) अमेरिकन मानके
ANSI/ASTM 297-2008 "सामान्य औद्योगिक लोह-क्रोमियम, आयर्न-क्रोमियम-निकेल हीट-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंग्ज" मध्ये निर्दिष्ट केलेली रासायनिक रचना स्वीकार्यतेचा आधार आहे आणि यांत्रिक कार्यक्षमतेची चाचणी तेव्हाच घेतली जाते जेव्हा खरेदीदार त्याची विनंती करतो. ऑर्डर करण्याची वेळ. उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलचा समावेश असलेल्या इतर अमेरिकन मानकांमध्ये ASTM A447/A447M-2003 आणि ASTM A560/560M-2005 यांचा समावेश होतो.
4) जर्मन मानक
डीआयएन 17465 मध्ये "उष्मा-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंगसाठी तांत्रिक परिस्थिती", रासायनिक रचना, खोलीच्या तपमानावर यांत्रिक गुणधर्म आणि विविध उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील ग्रेडचे उच्च-तापमान यांत्रिक गुणधर्म स्वतंत्रपणे निर्दिष्ट केले आहेत.
5) जपानी मानक
JISG5122-2003 "उष्मा-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंग्ज" मधील ग्रेड मुळात अमेरिकन मानक ASTM प्रमाणेच आहेत.
6) रशियन मानक
मध्यम-क्रोमियम आणि उच्च-क्रोमियम उष्णता-प्रतिरोधक स्टील्ससह GOST 977-1988 मध्ये निर्दिष्ट केलेल्या 19 उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील ग्रेड आहेत.
उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलच्या सेवा जीवनावर रासायनिक रचनाचा प्रभाव
उष्मा-प्रतिरोधक स्टीलच्या सेवा जीवनावर परिणाम करणारे रासायनिक घटक बरेच आहेत. हे प्रभाव संरचनेची स्थिरता वाढवणे, ऑक्सिडेशन प्रतिबंधित करणे, ऑस्टेनाइट तयार करणे आणि स्थिर करणे आणि गंज रोखणे यामध्ये प्रकट होतात. उदाहरणार्थ, दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक, जे उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलमधील ट्रेस घटक आहेत, स्टीलच्या ऑक्सिडेशन प्रतिरोधनात लक्षणीय सुधारणा करू शकतात आणि थर्मोप्लास्टिकिटी बदलू शकतात. उष्णता-प्रतिरोधक स्टील आणि मिश्रधातूंचे मूलभूत साहित्य सामान्यत: तुलनेने उच्च वितळण्याचे बिंदू, उच्च स्वयं-प्रसार सक्रियकरण ऊर्जा किंवा कमी स्टॅकिंग फॉल्ट ऊर्जा असलेले धातू आणि मिश्र धातु निवडतात. विविध उष्णता-प्रतिरोधक स्टील्स आणि उच्च-तापमान मिश्र धातुंना वितळण्याच्या प्रक्रियेवर खूप जास्त आवश्यकता असते, कारण स्टीलमध्ये समावेश किंवा विशिष्ट धातू दोषांची उपस्थिती सामग्रीच्या सहनशक्तीची मर्यादा कमी करेल.
उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलच्या सेवा जीवनावर सोल्यूशन ट्रीटमेंटसारख्या प्रगत तंत्रज्ञानाचा प्रभाव
मेटल सामग्रीसाठी, वेगवेगळ्या उष्णता उपचार प्रक्रियेचा वापर संरचना आणि धान्य आकारावर परिणाम करेल, ज्यामुळे थर्मल सक्रियतेच्या अडचणीची डिग्री बदलेल. कास्टिंग अयशस्वी होण्याच्या विश्लेषणामध्ये, अयशस्वी होण्यास कारणीभूत असलेले अनेक घटक आहेत, मुख्यतः थर्मल थकवा क्रॅक आरंभ आणि विकासाकडे नेतो. त्या अनुषंगाने, क्रॅकच्या सुरुवातीस आणि प्रसारावर परिणाम करणारे अनेक घटक आहेत. त्यापैकी, सल्फरचे प्रमाण अत्यंत महत्वाचे आहे कारण सल्फाइड्सच्या बाजूने क्रॅक विकसित होतात. कच्च्या मालाच्या गुणवत्तेवर आणि त्यांच्या वितळण्यावर सल्फरचे प्रमाण प्रभावित होते. हायड्रोजनच्या संरक्षणात्मक वातावरणात काम करणाऱ्या कास्टिंगसाठी, हायड्रोजनमध्ये हायड्रोजन सल्फाइड असल्यास, कास्टिंग्स सल्फराइज्ड होतील. दुसरे म्हणजे, सोल्यूशन उपचारांची पर्याप्तता कास्टिंगची ताकद आणि कडकपणा प्रभावित करेल.
