Фізичні властивості жароміцної сталі
Очевидно, що найбільш помітною особливістю жаростійкої сталі є стійкість до високих температур, яка може підтримувати нормальну форму заготовки та вимоги до робочих характеристик у високотемпературному робочому середовищі. Отже, крім стійкості до високих температур, які основні фізичні властивості жароміцної сталі? Зараз ми перерахуємо їх по черзі.
Стійкість жаростійкої сталі до високотемпературної корозії
Жароміцна сталь часто працює у складному високотемпературному корозійному середовищі. Стійкість до високотемпературної корозії є дуже важливою вимогою до характеристик жароміцної сталі. Високотемпературна корозія - це реакція матеріалів з різними газовими середовищами при високих температурах. Основними формами високотемпературної газової корозії є: високотемпературне окислення, вулканізація, азотування, карбонізація та інші форми. Крім того, існує високотемпературна розплавлена сіль одягу, високотемпературна корозія рідкого металу.
Фізичні властивості жароміцної сталі - стійкість до високотемпературного окислення
Коли спорідненість між металом і киснем велика і розчинність кисню в кристалі хрому досягає насичення, на поверхні металу утворюються нітриди. Після утворення оксидної плівки продовження процесу окислення залежатиме від двох факторів: (а) швидкості реакції на межі розділу, включаючи швидкість реакції на межі розділу метал/оксид і межі розділу оксид/газ; (b) швидкість дифузії матеріалу, що бере участь у реакції, через оксидну плівку. Загалом, коли поверхня металу спочатку реагує з киснем, утворюючи надзвичайно тонку оксидну плівку, реакція на поверхні розділу грає провідну роль, тобто реакція на поверхні розділу фаз є керуючим фактором для утворення оксидної плівки. Однак із зростанням оксидної плівки процес дифузії поступово буде відігравати все більш важливу роль як контрольний фактор для тривалого окислення. Оксидна плівка, що утворюється на поверхні металу, як правило, є твердою, але відповідно до природи оксидної плівки, при більш високих температурах деякі оксиди металів є рідкими, а деякі – газоподібними.
Хром, алюміній, кремній і рідкоземельні елементи додані в жаростійку сталь, щоб утворити повну і щільну захисну оксидну плівку з киснем. Нанесення покриття на металеву поверхню також є важливим методом підвищення стійкості до високотемпературного окислення. Наприклад, алюмінування, силіконування або хром-алюміній, хром-силіконування на поверхні жароміцної сталі мають значну антиоксидантну дію.
Фізичні властивості жароміцних сталей, стійких до високотемпературної вулканізації
Високотемпературна вулканізація є більш серйозною формою високотемпературної корозії, ніж чисте окислення, оскільки сульфідна плівка має більшу концентрацію дефектів, ніж оксидна плівка, і більш схильна до розтріскування та розколювання, особливо через низьку температуру плавлення сульфіду, велику кількість випарів. тиск і низька евтектична точка більшості сульфідів. Під час вулканізації форма існування сірки впливає на швидкість високотемпературної вулканізації. Сірка в паровій фазі може бути у формі парів сірки, діоксиду сірки, триоксиду сірки, сірководню та органічного сульфіду. Коли сірка та кисень присутні одночасно, на поверхні металу часто утворюється змішаний шар іржі з оксидів та сульфідів, який є більш захисним, ніж сульфіди, утворені в H2S або органічній сірці та парах сірки.
Оскільки вулканізація подібна до окислення, основна теорія окислення та основні заходи окислення текстилю застосовні до вулканізації. Додавання до сталі хрому, алюмінію, кремнію та інших легуючих елементів може певною мірою запобігти або уповільнити високотемпературну вулканізацію.
Фізичні властивості жароміцних сталей проти високотемпературного азотування
Азотування відрізняється від окислення та вулканізації, і його форма руйнування також відрізняється. Під час азотування кінцевим продуктом можуть бути всі нітридні шари, але корозійна стійкість шару є низькою у водному розчині або пластичність металу знижується через дифузію азоту в метал, і коли суцільний нітридний шар не може утворюється на металевій поверхні, шар дуже зелений. Тому захисної дії на базис майже немає. Тому, як тільки азотування утворюється на поверхні металу, загальна продуктивність металевого матеріалу буде значно знижена.
Залізо, хром, алюміній, титан та інші елементи легко утворюють нітриди; Нікель, мідь та інші елементи не утворюють стійких нітридів навіть при високих температурах. Тому нікель, мідь та інші елементи впливають на інгібування азотування. У змішаній атмосфері (наприклад, атмосфері, що містить сірку), нікель не може перешкоджати азотуванню через його легку вулканізацію. Однак у практичній інженерії матеріал з високим вмістом нікелю-хрому все ще є найкращим матеріалом для опору високотемпературному азотуванню. Попереднє окислення матеріалу має певний вплив на підвищення його стійкості до окислення, особливо для нержавіючої жаростійкої сталі.
