Co je litina odolná proti teplu?

Litina odolná vůči teplu je typem litinového materiálu speciálně navrženého pro dlouhodobý provoz ve prostředí s vysokou teplotou (obvykle nad 600 stupňů C) a udržování dobrého výkonu. Na rozdíl od obyčejné litiny může účinně odolat:

Oxidace (peeling): V oxidační atmosféře s vysokou teplotou (jako je vzduch), hustý, stabilní a vysoce adhezivní oxidový film (jako je SIO ₂, al ₂ o ∝, cr ₂ o ∝), aby se zabránilo kyslíku v pokračování a korodování interiéru.

Růst: Toto je fatální slabost obyčejné litiny při vysokých teplotách. During repeated heating and cooling, factors such as internal oxidation (oxygen infiltration along graphite sheets or grain boundaries), graphitization (decomposition of cementite into graphite), phase transformation (ferrite\/austenite transformation), etc. cause irreversible volume expansion of the material (up to 10-15% or even higher), resulting in deformation, cracking, and loss of strength of the parts. Litina odolná vůči teplu výrazně potlačuje jev „růstu“ prostřednictvím legování a kontroly mikrostruktury.

Klíč k mechanismu odolnosti tepla
Prvky slitiny: Odolnost proti teplu je dosažena hlavně přidáním prvků, jako je křemík (SI), chrom (CR), hliník (Al) atd.

Silicon (Si): It is the lowest cost and most widely used heat-resistant element. High silicon cast iron (>5% Si) tvoří na svém povrchu hustý ochranný film Sio. Křemík může také zvýšit bod přechodu fáze, snížit napětí fázového přechodu a stabilizovat ferritovou matrici (ferit má lepší tepelnou odolnost proti perlitu\/cementitu).

Chromium (Cr): forms a very stable Cr ₂ O ∝ protective film with excellent oxidation resistance. Chromium can significantly improve high-temperature strength and hardness, stabilize carbides (but excessive carbides may affect thermal conductivity and thermal shock resistance). High chromium cast iron (>15% Cr) má vynikající odolnost proti teplu.

Hliník (AL): tvoří hustý a silný ochranný film s vynikající oxidační odolností. Hliník je také silným prvkem formování feritu. Litina s vysokým obsahem aluminy má vynikající odolnost proti teplu, ale jeho vlastnosti odlévání a mechanického zpracování jsou špatné.

Nickel (NI): Používá se hlavně v austenitické tepelně rezistentní litině (jako je série NI Resist) ke zlepšení síly vysoké teploty, houževnatost, odolnost proti únavě tepla a odolnosti proti korozi a ke stabilizaci austenitické struktury.

Grafitová morfologie: sférický grafit (nodulární litina) má vyšší sílu a houževnatost než vločka Graphite (šedá litina) a grafit je izolován a distribuován, což snižuje kanály pro kyslík, aby pronikli grafitovými vločkami a výrazně zlepšili jejich růstovou odolnost. Aplikace tažného železa rezistentního na tepelně tedy daleko převyšuje aplikaci šedé litiny odolné vůči teplu.

Maticová struktura: Ferritová matrice je nejčastěji používanou strukturou matrice pro tepelně rezistentní litinu díky nedostatečné fázové transformaci (nebo teplotě transformace vysoké fáze) během zahřívání a chlazení, změně malého objemu a dobré odolnosti růstu. Austenitická matrice je stabilní při vysokých teplotách a má také dobrou odolnost proti růstu a sílu vysoké teploty.

Hlavní typy (klasifikované podle prvků a standardů slitiny)
Litina odolná vůči křemíku odolném křemíku: jako je RTSI5 (≈ 5% SI), RQTSI5 (tažné železo). N

Křemík z hliníku tepelně rezistentní litina: jako je RQTSI4AL1 (tažná železo, ≈ 4% Si +1% al). Přidání hliníku zlepšuje hustotu ochranného filmu a teplota rezistentní na tepla může dosáhnout 950-1050 stupně C.

Hliníková křemíkovou tepelně rezistentní litinu: jako je RQTai4si4 (tažná železo, ≈ 4% Al +4% SI), Rtai5si5 (šedá železa). Teplota odolná proti teplu může dosáhnout více než 1100 stupňů C, ale výkon odlévání a zpracování je špatný.

Litina odolná proti teplu odolné vůči chromu: jako je RQTCR16 (tažná železo, ≈ 16% Cr), RTCR16 (šedá železa). Vytváření ochranného filmu Cr ₂ o ∝ má vynikající oxidační odolnost, pevnost s vysokou teplotou a vydrží teploty až do 900-1100 stupně C. Má také dobrý odpor opotřebení.

Austenitická litina odolná proti niklovému tepelně: například d -5 s (ni odporuje d -5 s, obsahující Ni, Cr, Cu atd.). Austenitická matrice má vynikající sílu s vysokou teplotou, houževnatost, odolnost proti únavě tepla a odolnost proti korozi s teplotou tepelné odolnosti přes 950 stupňů C. běžně používané v náročných situacích.

Hlavní oblasti aplikace
Litina odolná vůči teplu se široce používá ve součástech průmyslového vybavení, které vyžadují vysokou teplotu, jako například:

Vytápěcí pec a tepelný úprava pec: spodní deska pec, tyč pece, vodicí kolejnice, nádrž na miflení, košík materiálu, kelímek, radiační trubice, rám dveří pece.

Kotlové komponenty: Rošt, tryska hořáku, díly výměníku tepla.

Chemické a petrochemické průmysly: Počáteční podpěry potrubí, konverzní trubky, složky vysokoteplotních ventilů.

Cementová pec: deska roštu, podšívka.

Průmysl výroby skla: žíhající plechovky, formy.

Spalovna: Rošt, popel.

výhody a nevýhody
Výhoda:

Dobrá odolnost proti oxidaci a oxidace oxidace a odolnost proti růstu.

Ve srovnání s tepelně rezistentní ocelí jsou náklady nižší.

Dobrý výkon odlévání, schopný výroby dílů s komplexními tvary.

Určitá úroveň odolnosti proti opotřebení a odolnosti proti korozi (zejména u vysokých typů chromu).

Dobrý odolnost proti tepelným šokům (některé typy).

Nevýhody:

Síla, plasticita a houževnatost při teplotě místnosti jsou obvykle nižší než u tepelně rezistentní oceli.

Některé typy slitin, jako je litina s vysokým obsahem aluminy, mají špatné obsazení a mechanické zpracování.

Síla vysoká teplota (zejména síla tečení) je obvykle nižší než pevnost vysoce kvalitních tepelně rezistentních ocelí a vysokoteplotních slitin.

shrnout
Litina odolná vůči teplu může účinně odolávat oxidaci a „růstu“ poškození ve vysokoteplotních oxidačních atmosférách přidáním specifických prvků letiní (hlavně SI, CR, AL) a kontrolou grafitové morfologie (nejlépe sférické) a matricové struktury (nejlépe ferit nebo austenitu). Jedná se o ekonomickou a spolehlivou volbu materiálu pro výrobu složek s vysokou teplotou, jako jsou průmyslové pece, kotle a chemická zařízení v teplotním rozsahu 600 stupňů C až 1100 stupňů C. Podle specifické pracovní teploty, atmosféry, stresové podmínky a nákladů, lze je sedět na různých typech tepelně rezistentních litinových železa.