उष्णता-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंग्ज आणि त्यांचे उष्णता उपचार

उष्णता-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंग हे कच्चा माल म्हणून उष्णता-प्रतिरोधक मिश्र धातुच्या स्टीलमधून टाकलेले भाग आहेत. उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत, ऑक्सिडेशन प्रतिरोधक, पुरेशी उच्च तापमान ताकद आणि चांगली उष्णता प्रतिरोधक असलेल्या स्टीलला उष्णता प्रतिरोधक स्टील म्हणतात. उष्णता-प्रतिरोधक स्टील दोन प्रकारांमध्ये विभागली जाऊ शकते: ऑक्सिडेशन-प्रतिरोधक स्टील आणि उष्णता-शक्तीचे स्टील त्याच्या गुणधर्मांनुसार. अँटी-ऑक्सिडेशन स्टीलला नॉन-स्किन स्टील असेही म्हटले जाते. हॉट-स्ट्रेंथ स्टील हे स्टीलचा संदर्भ देते ज्यामध्ये उच्च तापमान आणि उच्च-तापमान सामर्थ्य चांगले ऑक्सिडेशन प्रतिरोधक असते. समान रासायनिक रचनेच्या बाबतीत, रोल केलेल्या अवस्थेपेक्षा कास्ट स्थितीमध्ये थर्मल सामर्थ्य जास्त असते. कास्ट उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलचे भाग उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलच्या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात व्यापतात.

काही उच्च मिश्रधातू उष्णता-प्रतिरोधक स्टील्स प्रक्रिया करणे आणि विकृत करणे कठीण आहे. रोल केलेल्या उत्पादनांपेक्षा कास्टिंगचे उत्पादन केवळ अधिक किफायतशीर नसते, परंतु कास्टिंगमध्ये सहनशक्ती देखील जास्त असते. म्हणून, उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलने उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलचा बराचसा भाग व्यापला आहे. वाळू कास्टिंग व्यतिरिक्त, गुळगुळीत पृष्ठभाग आणि अचूक परिमाण असलेली उत्पादने मिळविण्यासाठी अचूक कास्टिंग तंत्र देखील वापरले जाऊ शकते. सिंथेटिक अमोनिया आणि इथिलीनच्या क्रॅकिंगसाठी उच्च तापमान भट्टीच्या नळ्यांसाठी सेंट्रीफ्यूगल कास्टिंगचा वापर केला जातो.

सामान्यीकृत अवस्थेतील मेटॅलोग्राफिक रचनेनुसार, उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील चार श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: परलाइट उष्णता-प्रतिरोधक स्टील, मार्टेन्सिटिक उष्णता-प्रतिरोधक स्टील, फेरिटिक उष्णता-प्रतिरोधक स्टील आणि ऑस्टेनिटिक उष्णता-प्रतिरोधक स्टील.

 

1. Pearlitic उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील

परलाइट उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलचे मिश्रित घटक प्रामुख्याने क्रोमियम आणि मोलिब्डेनम आहेत आणि एकूण रक्कम साधारणपणे 5% पेक्षा जास्त नसते. परलाइट आणि फेराइट व्यतिरिक्त, त्याच्या संरचनेत बेनाइट देखील आहे. या प्रकारच्या स्टीलमध्ये 500-600℃ वर उच्च-तापमानाची ताकद आणि प्रक्रिया कार्यक्षमता असते. बॉयलर स्टील पाईप्स, स्टीम टर्बाइन इंपेलर, रोटर, फास्टनर्स, उच्च-दाब वाहिन्या, पाइपलाइन इत्यादी 600℃ खाली उष्णता-प्रतिरोधक भाग बनवण्यासाठी ते मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. ठराविक ग्रेड आहेत: 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12CrMo2, 12CirMo2, 12CrMo2 , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV, इ.

उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत स्थिर संरचना, चांगले सर्वसमावेशक यांत्रिक गुणधर्म आणि आवश्यक शक्ती मिळविण्यासाठी परलाइट उष्णता-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंगचे उष्णता उपचार मुख्यतः सामान्यीकृत किंवा शांत केले जाते आणि टेम्पर्ड केले जाते.

 

2. Martensitic उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील

मार्टेन्सिटिक उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलची क्रोमियम सामग्री साधारणपणे 7-13% असते. यात उच्च-तापमान शक्ती, ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि पाण्याची वाफ क्षरण प्रतिरोधक क्षमता 650℃ खाली आहे, परंतु त्याची वेल्डेबिलिटी खराब आहे. सुमारे 12% क्रोमियम असलेले 1Cr13, 2Cr13 आणि या आधारावर विकसित केलेले स्टील ग्रेड जसे की 1Cr11MoV, 1Cr12WMoV, 2Cr12WMoNbVB आणि इतर मिश्रधातूंचा वापर सामान्यतः स्टीम टर्बाइन ब्लेड, डिस्क्स, शाफ्ट्स, इ.2.4.9 जलद करण्यासाठी केला जातो. 4Cr10Si2Mo, इ. अंतर्गत ज्वलन इंजिनसाठी एक्झॉस्ट व्हॉल्व्हच्या निर्मितीमध्ये वापरलेले मार्टेन्सिटिक उष्णता-प्रतिरोधक स्टील्स देखील आहेत.

मार्टेन्सिटिक उष्णता-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंगसाठी सामान्य उष्णता उपचार प्रक्रिया सामान्य करणे + टेम्परिंग आहे.

 

3. Ferritic उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील

Ferritic उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलमध्ये अधिक क्रोमियम, ॲल्युमिनियम, सिलिकॉन आणि इतर घटक असतात, ज्यामुळे सिंगल-फेज फेराइट रचना तयार होते, ज्यामध्ये चांगले ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि उच्च तापमान गॅस गंज प्रतिरोधक असते, परंतु त्यांची उच्च तापमान शक्ती कमी असते, खोलीच्या तापमानात ठिसूळपणा कमी होतो. जास्त आहे आणि वेल्डेबिलिटी खराब आहे. जसे की 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2, इ. फेरिटिक उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलचा वापर सामान्यत: कमी भार सहन करणारे आणि उच्च-तापमान ऑक्सिडेशन प्रतिरोधक भाग तयार करण्यासाठी केला जातो.

फेरिटिक उष्णता-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंगच्या उष्णतेच्या उपचारांमध्ये सामान्यत: तणाव कमी करण्यासाठी ॲनिलिंगचा अवलंब केला जातो आणि नंतर जलद शीतकरण (400-500 ℃ च्या ठिसूळ झोनमधून द्रुतपणे जाण्यासाठी).

 

4. ऑस्टेनिटिक उष्णता-प्रतिरोधक कास्ट स्टील

ऑस्टेनिटिक उष्मा-प्रतिरोधक कास्ट स्टीलमध्ये निकेल, मँगनीज, नायट्रोजन इ. सारखे अधिक ऑस्टेनाइट-निर्मिती घटक असतात, 600 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात, त्यात चांगली उच्च-तापमान शक्ती आणि संरचनात्मक स्थिरता आणि वेल्डिंगची चांगली कार्यक्षमता असते. सामान्यतः 600°C वर कार्य करणारी उष्णता-शक्ती सामग्री म्हणून वापरली जाते. ठराविक ग्रेड 1Cr18Ni9Ti (321), 1Cr23Ni13 (309), 0Cr25Ni20 (310S), 1Cr25Ni20Si2 (314), 2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4Cr4W14Ni, इ.

ऑस्टेनिटिक अँटी-ऑक्सिडेशन स्टीलचे उच्च तापमान सोल्यूशन उष्णता उपचाराने चांगले थंड विकृती प्राप्त करण्यासाठी उपचार केले जाऊ शकतात. ऑस्टेनिटिक हॉट-स्ट्रेंथ स्टीलवर प्रथम उच्च-तापमान सोल्यूशन ट्रीटमेंटसह उपचार केले जातात, आणि नंतर संरचना स्थिर करण्यासाठी आणि मॅट्रिक्स मजबूत करण्यासाठी दुसरा टप्पा वाढवण्यासाठी वापर तापमानापेक्षा 60-100 डिग्री सेल्सियस जास्त वृद्धत्व उपचार केले जाते.

 

उष्णता-प्रतिरोधक स्टील कास्टिंग्जचा वापर

बॉयलर, स्टीम टर्बाइन, पॉवर मशिनरी, औद्योगिक भट्टी आणि विमानचालन आणि पेट्रोकेमिकल उद्योग यासारख्या औद्योगिक क्षेत्रांमध्ये उच्च तापमानावर काम करणारे भाग आणि घटक तयार करण्यासाठी उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलचा वापर केला जातो. उच्च-तापमान सामर्थ्य आणि उच्च-तापमान ऑक्सिडेशन आणि गंज प्रतिकार व्यतिरिक्त, या भागांना पुरेशी कणखरता, चांगली कार्यक्षमता आणि वेल्डेबिलिटी आणि विविध उपयोगांनुसार विशिष्ट प्रमाणात संरचनात्मक स्थिरता आवश्यक आहे.

 

उष्णता प्रतिरोधक मिश्र धातु स्टीलचे काही ग्रेड आणि त्यांचे अनुप्रयोग
स्टील ग्रेड	कार्यक्षम तापमान आणि अनुप्रयोग
00Cr12	अँटी-ऑक्सिडेशन तापमान 600~700℃, उच्च तापमान, उच्च दाब वाल्व बॉडी, बर्नर म्हणून वापरले जाते
0Cr13Al	लागू तापमान श्रेणी 700~800℃, गॅस टर्बाइन कंप्रेसर ब्लेड
1Cr17	900 डिग्री सेल्सियसपेक्षा कमी तापमानात अँटी-ऑक्सिडेशन, भट्टीसाठी उच्च तापमान भाग आणि नोजल म्हणून वापरले जाते
1Cr12	600~700℃ तापमान श्रेणीमध्ये ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि उच्च उच्च तापमान सामर्थ्य आणि स्टीम टर्बाइन ब्लेड, नोझल आणि बॉयलर बर्नर वाल्वच्या उच्च तापमान भागांसाठी वापरले जाते.
1Cr13	ऑक्सिडेशन प्रतिरोधक तापमान 700~800℃ आहे आणि त्याचा वापर 1Cr12 स्टील सारखाच आहे
0Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti	870 डिग्री सेल्सियसपेक्षा कमी अँटी-ऑक्सिडेशन तापमान, बॉयलर हीटिंग पृष्ठभाग पाईप, हीटिंग फर्नेस पार्ट्स, हीट एक्सचेंजर, मफल फर्नेस, कन्व्हर्टर, नोजल म्हणून वापरले जाऊ शकते
0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb	हे 400 ~ 900 ℃ तापमान श्रेणीमध्ये उच्च तापमान गंज आणि ऑक्सिडेशनला प्रतिरोधक आहे आणि ज्यांचे कार्य तापमान 850 ℃ पेक्षा कमी आहे अशा पाईप फिटिंगसाठी वापरले जाऊ शकते.
0Cr23Ni13	980℃ पर्यंत अँटी-ऑक्सिडेशन तापमान, बर्नर फायर ट्यूब, स्टीम टर्बाइन ब्लेड, हीटिंग फर्नेस बॉडी, मिथेन रूपांतरण यंत्र, उच्च तापमान पृथक्करण यंत्र यासाठी वापरले जाते
0Cr25Ni20	1035℃ पर्यंत अँटी-ऑक्सिडेशन तापमान, भट्टीचे भाग गरम करण्यासाठी वापरले जाते; 950 ℃ खाली कार्यरत तापमानासह गॅस ट्रांसमिशन सिस्टम भाग
0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2	अँटी-ऑक्सिडेशन तापमान 870 ℃ पेक्षा कमी नाही, कार्यरत तापमान 600 ~ 750 ℃ ​​आहे, रासायनिक उद्योग आणि तेल शुद्धीकरणासाठी उष्णता एक्सचेंजर ट्यूब आणि फर्नेस फिटिंग्ज.
0Cr17Ni7Al	550 ℃ खाली कार्यरत तापमानासह उच्च तापमान लोड-बेअरिंग भाग