Conas an grád ceart de réitigh cruach teas-resistant a roghnú le haghaidh foirnéisí tionsclaíocha?

Grádán Teochta: An Príomhchritéar Roghnúcháin

Tá teocht iarbhír na gcomhpháirteanna taobh istigh de fhoirnéisí tionsclaíocha de ghnáth 50 ° C go 150 ° C níos airde ná teocht an phíosa oibre, agus bíonn tionchar díreach ag an gcineál foinse teasa (ola throm, gás nó leictreacha) ar aonfhoirmeacht dáileadh teochta. Níl díghrádú feidhmíochta steels teas-resistant líneach ach léiríonn sé pointí tairsí criticiúla:

• 650°C go 900°C Crios Contúirte : Is é an raon seo an banna íogair teochta le haghaidh deascadh σ-chéim (comhdhúil intermetallic FeCr). I gcás cóimhiotail sraith Fe-Cr-Ni (cosúil le HH, HK), má tá cothromaíocht chomhdhéanaimh míchuí, féadfaidh fuinneamh tionchair laghdú níos mó ná 30% tar éis seirbhíse fadtéarmach ag 750 ° C. Dá bhrí sin, le haghaidh comhpháirteanna atá ag feidhmiú sa raon teochta seo faoi luchtú timthriallach (cosúil le plátaí gráta i bhfuaraitheoirí clinker), ba cheart tosaíocht a thabhairt do chóimhiotail sraith Fe-Ni-Cr le microstructure austenític aon-chéim (cosúil le HP, HT), nó ba cheart nítrigine agus eilimintí cré neamhchoitianta a chur leis chun deascadh σ-chéim a chosc.
• 1000°C agus Os cionn Tairseach Friotaíocht Ocsaídiú : Ní mór ábhar cróimiam a bheith ≥20% chun scannán cosanta dlúth Cr₂O₃ a fhoirmiú. De réir caighdeán GB/T 8492-2014, tá 23% go 27% Cr ag ZG40Cr25Ni20 (ar a dtugtar "2520 go coitianta") agus is féidir leis oibriú go cobhsaí ag 1150 ° C. Ní leor ábhar cróimiam de ghnáth-chruach dhosmálta 304 (18Cr-8Ni) agus beidh spalláil ocsaídiúcháin ann nuair a úsáidtear é go fadtéarmach os cionn 800 ° C, agus níor cheart riamh cruach teilgthe teas-dhíonach a chur in ionad cruach dhosmálta.
• Gaol Cainníochtúil idir Teocht agus Ráta Ocsaídiúcháin : I gcás gach ardú teochta 100 ° C, féadfaidh an ráta ocsaídiúcháin a dhúbailt. Is é an méadú meáchain bliantúil ocsaídiúcháin de chruach dhosmálta 310S ná thart ar 1.2 mg/cm² ag 1000 ° C, ach féadfaidh an luach seo dul thar 2.4 mg/cm² ag 1100 °C. Ciallaíonn sé seo go bhféadfadh méadú ar theocht seirbhíse HK40 ó 1050 ° C go 1150 ° C a shaol ocsaídiúcháin a laghdú níos mó ná 50%.

Teorainneacha Feidhmchláir Teochta do Ghráid Thipiciúla

Atmaisféar na Foirnéise: An Fachtóir Ionsaithe Ceimiceach a bhfuil Breathnú air

Is féidir atmaisféir foirnéise tionsclaíoch a rangú i sé chineál: ocsaídeach, laghdaitheoir, neodrach, sulfair, carburizing, agus bhfolús. Cinneann an cineál atmaisféar go díreach modh teip na n-eilimintí cóimhiotail:

Atmaisféir ocsaídeacha agus sulfair iontu

Is é cróimiam an eilimint bhunúsach le haghaidh friotaíocht ocsaídiúcháin i ngach cóimhiotail teas-dhíonach. Tá an scannán cosanta Cr₂O₃ a fhoirmíonn sé ríthábhachtach in atmaisféir ocsaídeacha. Mar sin féin, luathaíonn gal uisce go suntasach ocsaídiú cóimhiotail ard-iarann , le tionchar réasúnta níos lú ar chóimhiotail ard-nicile. In atmaisféir ina bhfuil sulfair, téann suilfídeanna isteach sa scannán ocsaíd agus is cúis le creimeadh sineirgisteacha "sulfidation-oxidation". I gcásanna den sórt sin, ba cheart an tsraith HL (29Cr-20Ni) le cróimiam ard agus nicil íseal a roghnú, toisc go bhfuil a fhriotaíocht sulfidation níos fearr ná an tsraith HK.

Atmaisféir Carburizing agus Dustú Miotail

In atmaisféir carburúcháin (cosúil le timpeallachtaí scoilte meatán nó própán), insíothlaíonn adaimh charbóin an maitrís cruach agus foirmíonn siad cairbídí sobhriste. Nuair a sháraíonn ábhar carbóin 2%, cailleann an chuid is mó de chóimhiotail teas-resistant go hiomlán insínteacht ag teocht an tseomra. Is é an tsraith HP, mar gheall ar a ábhar ard nicil (33% go 37%) a laghdaíonn an tuaslagthacht uasta carbóin, an rogha is fearr le haghaidh comhpháirteanna foirnéise carburizing. Maidir leis an "dustáil miotail" níos déine - creimeadh tubaisteach carbóin a tharlaíonn thart ar 600 ° C - léiríonn taithí go n-éiríonn le cóimhiotail ard-nicile mar RA333 agus Supertherm de ghrád teilgthe, agus go n-éiríonn RA330 agus 801H i bhfad níos measa sa timpeallacht seo.

Fholúis agus Atmaisféir Laghdaithe

In atmaisféir hidrigine nó amóinia scáinte, ní mór embrittlement decarburization a chosc. Ba cheart gráid le cion measartha carbóin (0.35% go 0.50%) agus eilimintí foirmithe carbide cobhsaí (cosúil le Nb, W) a roghnú. I ngrád modhnaithe HP-Nb, foirmíonn niobium NbC le carbón, rud a choscann ídiú cróimiam ag teorainneacha gráin agus cuireann sé cosc ​​ar bhrabús hidrigine.

Coinníollacha Luchtaithe: Ó Thacaíocht Statach go Tuirse Teirmeach Dinimiciúla

Na modhanna teip de teilgin cruach teas-resistant i bhfoirnéisí tionsclaíocha ag brath ní hamháin ar theocht agus ar atmaisféar, ach tá dlúthbhaint acu freisin le cineál ualaigh:

Neart réabtha agus Friotaíocht Creep

I gcás comhpháirteanna atá faoi luchtú statach fadtéarmach (cosúil le feadáin foirnéise agus hangers), éilíonn caighdeán ISO 204:2018: ag 800 ° C agus 100 MPa strus, ní mór an t-am réabtha creep níos mó ná 100,000 uair an chloig. Taispeánann HP40 (25Cr-35Ni) neart réabtha i bhfad níos airde ná HK40 ag 900 ° C, toisc go gcobhsaíonn a chion nicil níos airde an maitrís austenític agus go gcuireann sé scaipeadh cairbídí mín M₂₃C₆ chun cinn. Má ardaíonn an teocht oibriúcháin go 950 ° C le strus 50 MPa, éilíonn cóimhiotail nicil-bhunaithe ar nós Inconel 617 saol réabtha ≥50,000 uair an chloig, agus is ar éigean is féidir le steels teas-resistant atá bunaithe ar iarann ​​na ceanglais a chomhlíonadh.

Tuirse Teirmeach agus Turraing Teirmeach

I gcás comhpháirteanna a mbíonn timthriallta tosaithe/dúnta go minic acu nó luaineachtaí teochta (amhail tráidirí cóireála teasa agus feadáin radiantacha), is é tuirse teirmeach an príomh-mhodh teip. Trí 1,000 timthriall teirmeach idir 20 ° C agus 800 ° C, is féidir rátaí fáis crack a mheas. Léiríonn HH Cineál 1, mar gheall ar a ábhar ferrite páirteach, insínteacht níos fearr faoi choinníollacha den sórt sin ná an Cineál 2 lán-austenític; Cé go bhfuil an friotaíocht turraing teirmeach is fearr ag an tsraith HT (15Cr-35Ni), mar gheall ar a ábhar ard nicil, agus is féidir oibriú suas le 1150 ° C i gcoinníollacha ocsaídeacha agus 1100 ° C i gcoinníollacha laghdaithe.

Caitheamh agus Tionchar Meicniúla

I dtimpeallachtaí le creimeadh ábhartha mar áitheanna rothlacha stroighne agus foirnéisí seafta millíní, ní mór friotaíocht caitheamh a fheabhsú ar bhonn friotaíocht teasa. Maidir le ZG40Cr25Ni20, is féidir ábhar carbóin a mhéadú go 0.40% go 0.50%, nó is féidir moluibdín rian (0.5% go 1.0%) a chur leis chun cairbídí crua a fhoirmiú. Tar éis ZG40Cr25Ni20 a chur in ionad cruach gnáthcharbóin i líneáil áith stroighne, leathnaigh an saol seirbhíse ó 6 mhí go 3 bliana, rud a léiríonn go hiomlán an feabhas easpónantúil a thugann roghnú ábhar cuí do shaol na seirbhíse.

Córais Chaighdeánacha agus Cleachtais Innealtóireachta in Optamú Comhdhéanta

Tá difríochtaí córasacha sna sonraíochtaí comhdhéanaimh do steels teilgthe teas-dhíonach i measc mórchórais chaighdeánach dhomhanda. Cuidíonn tuiscint ar na difríochtaí seo le roghnú beacht ábhair:

Caighdeáin na Síne (GB/T 8492) agus Tagarmharcáil Idirnáisiúnta

Freagraíonn ZG40Cr25Ni20 atá sonraithe i GB/T 8492-2014 do HK40 in ASTM A297, ach le híosmhéid nicil beagán níos ísle (18% go 21% vs 19% go 22%). Is gnách go ndéanann caighdeáin na Síne cúiteamh ar chaillteanais feidhmíochta ó ábhar nicil laghdaithe trí eilimintí nítrigine (N, 0.15% go 0.25%) agus créanna tearc (RE) a chur leis, rud a rialaíonn costais. Mar shampla, déanann ZG35Cr24Ni7SiN, trí neartú tuaslagáin nítrigine soladach, neart ardteochta a bhaint amach gar do HK40 ag 1050 ° C, ach le costas ábhartha laghdaithe thart ar 15% go 20%.

Modhnuithe Sraith ASTM A297 HP

Tá gráid thraidisiúnta HP (Cr 24% go 28%, Ni 33% go 37%) tagtha chun cinn i roinnt brainsí modhnaithe:

1. HP-Nb : Cur leis na foirmeacha niobium 0.8% le 1.2% deascann Nb(C,N), ag feabhsú neart réabtha ag 1100 ° C faoi 20% go 30% agus feabhas a chur ar an weldability.
2. HP-Mo : Cuireann cur leis 1.0% go 1.5% moluibdín éifeachtaí neartú réiteach soladach, oiriúnach do choinníollacha le creimeadh sulfidation éadrom.
3. HP-W-Nb : Chomh maith leis tungstain (0.5% go 1.0%) agus niobium, a úsáidtear le haghaidh feadáin radiant foirnéise scoilteadh eitiléine, le leas iomlán a bhaint sineirgisteacha friotaíocht carburization agus friotaíocht creep.

Tástáil Comhdhéanaimh agus Rialú Cáilíochta

Dialltaí comhdhéanamh i teilgin cruach teas-resistant tionchar suntasach ar fheidhmíocht. Mar shampla, cion sileacain níos mó ná 3%, agus feabhas a chur ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin, laghdaíonn sé go mór an toughness teocht an tseomra; Cuireann cion carbóin níos mó ná 0.50% dlús leis an mbrabús ardteochta. Molann cleachtas innealtóireachta Speictriméadracht Astaíochta Optúil (OES) nó Inneall Cúpláilte ionduchtach (ICP) a úsáid le haghaidh tástála comhdhéanamh, le rialú earráide laistigh de ±0.01%. Maidir le comhpháirteanna criticiúla, tá gá freisin le tástáil ocsaídiúcháin 500 uair an chloig (GB/T 13303-2020), ag ríomh meánráta ocsaídiúcháin V = (g₂ - g₁) / (S · t), in aonaid g/m²·h.

Comhbhabhtáil Eacnamaíoch: Costas na Saolré seachas an Praghas Ceannacháin Tosaigh

Ní mór don chinneadh deiridh maidir le roghnú ábhair an praghas aonaid ábhair a shárú agus an Costas Saoilré iomlán (LCC) a ríomh. Ag glacadh feadáin radiantacha foirnéise scoilteadh eitiléine peitriceimiceach mar shampla:

• Cuireann roghnú HK40 costais ábhartha tosaigh níos ísle ar fáil, ach tá gá le hathsholáthar gach 2 go 3 bliana mar gheall ar dhífhoirmiú creep nó embrittlement carburization, rud a fhágann caillteanais chothabhála múchadh ollmhór.
• Méadaíonn roghnú HP-Nb modhnaithe costais tosaigh thart ar 25% go 30%, ach is féidir le saol seirbhíse 5 go 7 mbliana a bhaint amach. Thairis sin, mar gheall ar rátaí tanaithe balla laghdaithe, is féidir le coigilteas breosla ó éifeachtúlacht theirmeach feabhsaithe dhá oiread an difríocht costais ábhartha a bhaint amach.

Sa raon teochta ultra-ard de 1095 ° C go 1205 ° C, cé go bhfuil costais tosaigh níos airde ag cóimhiotail nicil-bhunaithe mar HL, HU, agus HX, is minic a ghnóthaíonn a minicíocht downtime laghdaithe agus saothair cothabhála an difríocht costais ábhartha laistigh de 18 mí. Dá bhrí sin, Is é croílár roghnú cruach teas-resistant le haghaidh foirnéisí tionsclaíocha an chothromaíocht is fearr a fháil i measc na gcúig thoise: teocht, atmaisféar, ualach, saol seirbhíse, agus costas , in áit a bheith ag leanúint le foircneach aon táscaire amháin.