Investment Casting Foundry | Sand Casting Foundry από την Κίνα

Χυτά από ανοξείδωτο χάλυβα, χυτά από γκρι σίδηρο, χυτά από όλκιμο σίδηρο

Χύτευση από φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα

Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας αναφέρεται σε ανοξείδωτο χάλυβα με κυβικό φερρίτη στο κέντρο του σώματος ως δομή μήτρας σε υψηλή θερμοκρασία και κανονική θερμοκρασία. Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας έχει το σίδηρο και το χρώμιο ως κύρια στοιχεία, γενικά δεν περιέχει νικέλιο και μερικά περιέχουν μικρή ποσότητα μολυβδαινίου, τιτανίου ή νιοβίου και άλλα στοιχεία. Έχει καλή αντοχή στην οξείδωση, αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στη διάβρωση χλωρίου. Επιπλέον, ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας έχει επίσης τα χαρακτηριστικά της μεγάλης θερμικής αγωγιμότητας, του μικρού συντελεστή διαστολής, της καλής αντοχής στην οξείδωση και της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση. Χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή εξαρτημάτων που είναι ανθεκτικά στην ατμοσφαιρική, τους υδρατμούς, το νερό και τη διάβρωση του οξειδωτικού οξέος. Οι αντιπροσωπευτικές ποιότητες φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα είναι: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) σύμφωνα με το ASTM. 1.4006, 1.4021, 1.4016, σύμφωνα με το πρότυπο EN... κ.λπ.

Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας μπορεί να χωριστεί σε χαμηλό χρώμιο, μεσαίο χρώμιο και υψηλό χρώμιο ανάλογα με την περιεκτικότητα σε χρώμιο. Σύμφωνα με την καθαρότητα του χάλυβα, ειδικά την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες άνθρακα και αζώτου, μπορεί να χωριστεί σε συνηθισμένο φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα και εξαιρετικά καθαρό φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα. Ο συνηθισμένος φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας έχει τα μειονεκτήματα της ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας και θερμοκρασίας δωματίου, της ευαισθησίας στις εγκοπές, της υψηλής τάσης διάβρωσης μεταξύ των κόκκων και της κακής συγκολλητικότητας. Αν και αυτός ο τύπος χάλυβα αναπτύχθηκε νωρίτερα, η βιομηχανική του εφαρμογή έχει περιοριστεί πολύ. Αυτές οι ελλείψεις του συνηθισμένου φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα σχετίζονται με την καθαρότητα του χάλυβα, ιδιαίτερα με την υψηλή περιεκτικότητα του χάλυβα σε ενδιάμεσα στοιχεία όπως ο άνθρακας και το άζωτο. Εφόσον ο άνθρακας και το άζωτο στον χάλυβα είναι αρκετά χαμηλά, οι παραπάνω ελλείψεις μπορούν βασικά να ξεπεραστούν.

Σε σύγκριση μεωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας έχει καλύτερη αντοχή στη διάβρωση, αντοχή στη θερμότητα και δυνατότητα επεξεργασίας. Δεδομένου ότι η φάση του φερρίτη δύσκολα μπορεί να διαλύσει τον άνθρακα, ο φερρίτης έχει τα χαρακτηριστικά ότι είναι μαλακός και εύκολος στην παραμόρφωση. Όπως ο μαρτενσιτικός ανοξείδωτος χάλυβας, καθώς η δομή του πλέγματος είναι μια κυβική δομή με κέντρο το σώμα, είναι παραμαγνητική, έτσι ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας είναι μαγνητικός. Ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας είναι μη μαγνητικός λόγω της κυβικής δομής του με επίκεντρο το πρόσωπο.

Η τιμή του φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα δεν είναι μόνο σχετικά χαμηλή και σταθερή, αλλά έχει επίσης πολλά μοναδικά χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα. Έχει αποδειχθεί ότι ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένα πολύ εξαιρετικό εναλλακτικό υλικό.

 

Συνηθισμένος φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας

Τέτοιοι χάλυβες περιλαμβάνουν χαμηλή, μεσαία και υψηλή περιεκτικότητα σε χρώμιο. Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο περιέχει περίπου 11% έως 14% χρώμιο, όπως 00Cr12 και 0Cr13Al στην Κίνα. Αμερικανικό AISI 400, 405, 406MF-2. Αυτός ο τύπος χάλυβα έχει καλή σκληρότητα, πλαστικότητα, ψυχρή παραμόρφωση και συγκολλησιμότητα. Επειδή ο χάλυβας περιέχει μια ορισμένη ποσότητα χρωμίου και αλουμινίου, έχει καλή αντοχή στην οξείδωση και αντοχή στη σκουριά. Το 405 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πύργος διύλισης πετρελαίου, επένδυση δεξαμενής, πτερύγιο τουρμπίνας ατμού, συσκευή υψηλής θερμοκρασίας ανθεκτική στη διάβρωση του θείου κ.λπ. 400 για οικιακές και γραφικές συσκευές κ.λπ. κ.λπ. Ανοξείδωτος φερριτικός χάλυβας μεσαίου χρωμίου, η περιεκτικότητα σε χρώμιο είναι 14% 19%, όπως 1Cr17 και 1Cr17Mo στην Κίνα. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 στις Ηνωμένες Πολιτείες. Αυτός ο τύπος χάλυβα έχει καλύτερη αντοχή στη σκουριά και τη διάβρωση. Ο συντελεστής σκλήρυνσης εργασίας του είναι μικρός (n≈2) και έχει καλή απόδοση σε βαθιά έλξη, αλλά η ολκιμότητα του είναι κακή. Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας AISI 430 χρησιμοποιείται για αρχιτεκτονική διακόσμηση, διακόσμηση αυτοκινήτων, εξοπλισμό κουζίνας, καυστήρες αερίου και μέρη βιομηχανικού εξοπλισμού νιτρικού οξέος κ.λπ. Το AISI 434 χρησιμοποιείται για εξωτερική διακόσμηση αυτοκινήτων και κτιρίων. Το 439 χρησιμοποιείται ως εύκαμπτος σωλήνας για θερμοσίφωνες αερίου, αγωγούς άνθρακα και φυσικού αερίου κ.λπ. Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο περιέχει 19% έως 30% χρώμιο, όπως Cr18Si2 και Cr25 στην Κίνα, AISI 442, AISI 443 και AISI 446 στις Ηνωμένες Πολιτείες κράτη. Τέτοιοι χάλυβες έχουν καλή αντοχή στην οξείδωση. Το AISI 442 χρησιμοποιείται συνεχώς στην ατμόσφαιρα, το ανώτερο όριο θερμοκρασίας είναι 1035°C και η μέγιστη θερμοκρασία για συνεχή χρήση είναι 980°C. Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας AISI 446 έχει καλύτερη αντοχή στην οξείδωση.

 

Φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας υψηλής καθαρότηταςl

Αυτός ο τύπος χάλυβα περιέχει εξαιρετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, άζωτο. υψηλή περιεκτικότητα σε χρώμιο, μολυβδαίνιο, τιτάνιο, νιόβιο και άλλα στοιχεία. Όπως τα 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2 της Κίνας. Αυτός ο τύπος χάλυβα έχει καλές μηχανικές ιδιότητες (ιδιαίτερα σκληρότητα), συγκολλησιμότητα, αντοχή στη διάβρωση μεταξύ των κόκκων, αντοχή στη διάβρωση με λακκούβες, αντοχή στη διάβρωση σε ρωγμές και εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση λόγω καταπόνησης. Για παράδειγμα, ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας 18-2 έχει καλή αντοχή στη διάβρωση σε νιτρικό οξύ, οξικό οξύ, NaOH, αντίσταση στη διάβρωση σε 3% NaCl και FeCl3 είναι ισοδύναμη ή υπερβαίνει τα 18-8 ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, χάλυβας 26CrMo σε πολλά μέσα Αντοχή στη διάβρωση , ειδικά σε οργανικά οξέα, οξειδωτικά οξέα και ισχυρά αλκάλια. Έχει καλή αντοχή στη διάβρωση των λακκών σε ισχυρό μέσο χλωρίου. Δεν υπάρχει ρωγμή λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης σε χλώριο, υδρόθειο, υπερβολικό θειικό οξύ και ισχυρά αλκάλια. Το 30Cr-2Mo έχει υψηλότερη αντίσταση στη διάβρωση των αυλακώσεων και στη διάβρωση με ρωγμές, ενώ διατηρεί την αντίσταση στη διάβρωση των τάσεων.

 

Συσκευή ακροφυσίου χύτευσης φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα
Χύτευση από φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα

 

Αντοχή στη διάβρωση από φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα

 

(1) Ομοιόμορφη διάβρωση.

Το χρώμιο είναι το πιο εύκολο στοιχείο για παθητικοποίηση. Στο ατμοσφαιρικό περιβάλλον, το κράμα σιδήρου-χρωμίου με περιεκτικότητα σε χρώμιο άνω του 12% μπορεί να αυτοπαθητικοποιηθεί. Στο οξειδωτικό μέσο, ​​η περιεκτικότητα σε χρώμιο μπορεί να παθητικοποιηθεί εάν είναι μεγαλύτερη από 17%. Σε κάποιο διαβρωτικό μέσο, ​​υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο και μολυβδαίνιο, νικέλιο, χαλκός και άλλα στοιχεία μπορούν να προστεθούν για να επιτευχθεί καλή αντοχή στη διάβρωση.

(2) Διακοκκώδης διάβρωση.

Οι φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες, όπως και οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες, υποφέρουν από διακοκκώδη διάβρωση, αλλά η επεξεργασία ευαισθητοποίησης και η θερμική επεξεργασία για την αποφυγή αυτής της διάβρωσης είναι ακριβώς το αντίθετο. Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας είναι επιρρεπής σε διακοκκώδη διάβρωση από ταχεία ψύξη πάνω από 925°C και η κατάσταση (ευαισθητοποιημένη κατάσταση) που είναι ευαίσθητη στη διακοκκώδη διάβρωση μπορεί να εξαλειφθεί μετά από μια σύντομη περίοδο σκλήρυνσης στους 650-815°C. Η διακοκκώδης διάβρωση του φερριτικού χάλυβα είναι επίσης το αποτέλεσμα της εξάντλησης του χρωμίου που προκαλείται από την καθίζηση καρβιδίου. Επομένως, η μείωση της περιεκτικότητας σε άνθρακα και άζωτο στον χάλυβα και η προσθήκη στοιχείων όπως το τιτάνιο και το νιόβιο μπορεί να μειώσει την ευαισθησία στη διακοκκώδη διάβρωση.

(3) Διάβρωση διάτρησης και ρωγμών.

Το χρώμιο και το μολυβδαίνιο είναι τα πιο αποτελεσματικά στοιχεία για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση των οπών και των ρωγμών του ανοξείδωτου χάλυβα. Καθώς η περιεκτικότητα σε χρώμιο αυξάνεται, η περιεκτικότητα σε χρώμιο στο φιλμ οξειδίου αυξάνεται επίσης και η χημική σταθερότητα του φιλμ αυξάνεται. Το μολυβδαίνιο προσροφάται στην επιφάνεια του ενεργού μετάλλου με τη μορφή MoO4, το οποίο αναστέλλει τη διάλυση του μετάλλου, προάγει την επαναπαθητοποίηση και αποτρέπει τη φθορά του φιλμ. Ως εκ τούτου, ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο και μολυβδαίνιο έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση των οπών και των ρωγμών.

(4) Αντοχή σε ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης.

Λόγω των χαρακτηριστικών της οργανωτικής δομής, ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας είναι ανθεκτικός στη διάβρωση στο μέσο όπου ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας προκαλεί ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης.

 

Μηχανικές ιδιότητες φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα

Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας δεν μπορεί να ενισχυθεί με θερμική επεξεργασία επειδή δεν υπάρχει αλλαγή φάσης. Γενικά, χρησιμοποιείται μετά από ανόπτηση στους 700-800°C. Λόγω του παρόμοιου ατομικού μεγέθους του σιδήρου και του χρωμίου, το αποτέλεσμα ενίσχυσης του στερεού διαλύματος είναι μικρό, η αντοχή διαρροής και η αντοχή σε εφελκυσμό του φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα είναι ελαφρώς υψηλότερες από αυτές του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και η ολκιμότητα είναι χαμηλότερη από αυτή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα .

1) Ευθραυστότητα σε θερμοκρασία δωματίου από συνηθισμένο φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα.

Ο συνηθισμένος φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας είναι ευαίσθητος στις εγκοπές και η εύθραυστη θερμοκρασία μετάπτωσης είναι πάνω από τη θερμοκρασία δωματίου εκτός από τον ανοξείδωτο φερριτικό χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε χρώμιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ψυχρή ευθραυστότητα. Αυτή η ψυχρή ευθραυστότητα σχετίζεται με τα ενδιάμεσα στοιχεία όπως ο άνθρακας και το άζωτο στον χάλυβα και ο εξαιρετικά καθαρός φερριτικός χάλυβας έχει πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα σε ενδιάμεσα στοιχεία όπως ο άνθρακας και το άζωτο, έτσι ώστε να μπορεί να αποκτήσει καλή σκληρότητα και την εύθραυστη μετάβαση η θερμοκρασία μπορεί να μειωθεί κάτω από τη θερμοκρασία δωματίου.

2) Ευθραυστότητα υψηλής θερμοκρασίας από συνηθισμένο φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα.

Ο συνηθισμένος φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας θερμαίνεται σε θερμοκρασία άνω των 927°C και στη συνέχεια ψύχεται γρήγορα σε θερμοκρασία δωματίου, η πλαστικότητα και η σκληρότητα μειώνονται σημαντικά. Αυτή η ευθραυστότητα σε υψηλή θερμοκρασία σχετίζεται με την ταχεία καθίζηση ενώσεων άνθρακα (νιτριδίου) στα όρια των κόκκων ή με εξαρθρώσεις σε θερμοκρασία 427-927 °C. Η μείωση της περιεκτικότητας του χάλυβα σε άνθρακα και άζωτο (χρησιμοποιώντας εξαιρετικά καθαρή τεχνολογία) μπορεί να βελτιώσει σημαντικά αυτήν την ευθραυστότητα. Επιπλέον, όταν ο φερριτικός χάλυβας θερμαίνεται πάνω από τους 927°C, η χωρητικότητα των κόκκων θα τραχύνει και ο χοντρός κόκκος θα επιδεινώσει την πλαστικότητα και τη σκληρότητα του χάλυβα.

3) Σχηματισμός σ-φάσης.

Σύμφωνα με το διάγραμμα φάσης σιδήρου-χρωμίου, όταν διατηρηθεί στους 500-800°C, το κράμα που περιέχει 40%-50% χρώμιο θα σχηματίσει μια ενιαία φάση σ και το κράμα που περιέχει λιγότερο από 20% ή περισσότερο από 70% χρώμιο θα σχηματιστεί μια α+σ διφασική δομή. Ο σχηματισμός της σ-φάσης θα μειώσει σημαντικά την ολκιμότητα και τη σκληρότητα του χάλυβα. Επομένως, ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για μεγάλο χρονικό διάστημα στους 500-800 °C.

4) Ευθραυστότητα στους 475°C.

Ο φερριτικός χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο (>15%) θα είναι έντονα εύθραυστος όταν διατηρείται στους 400-500 °C. Αυτό το είδος ευθραυστότητας διαρκεί λιγότερο χρόνο από την καθίζηση της φάσης σ. Για παράδειγμα, όταν ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας 0,080C-0,4Si-16,9Cr διατηρείται στους 450°C για 4 ώρες, η αντοχή σε κρούση στη θερμοκρασία δωματίου σχεδόν πέφτει στο μηδέν. Ο βαθμός ευθραυστότητας αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε χρώμιο, αλλά η σκληρότητα μπορεί να ανακτηθεί μετά από επεξεργασία άνω των 600 °C. Η ευθραυστότητα στους 475°C είναι το αποτέλεσμα της καθίζησης της πλούσιας σε χρώμιο άλφα φάσης. Αυτός ο χάλυβας θα πρέπει να αποφεύγει τη θέρμανση κοντά στους 475°C.

 

 

 


Ώρα δημοσίευσης: Μάιος-02-2023
,