Hassas Döküm Prosesiyle Isıya Dayanıklı Çelik Dökümler

Isıya dayanıklı çelik, yüksek sıcaklıkta oksidasyon direncine ve yüksek sıcaklık dayanımına sahip çeliği ifade eder. Yüksek sıcaklıkta oksidasyon direnci, iş parçasının yüksek sıcaklıkta uzun süre çalışmasını sağlamak için önemli bir durumdur. Yüksek sıcaklıktaki hava gibi oksitleyici bir ortamda oksijen, çeşitli demir oksit katmanları oluşturmak üzere çelik yüzeyle kimyasal olarak reaksiyona girer. Oksit tabakası çok gevşektir, çeliğin orijinal özelliklerini kaybeder ve düşmesi kolaydır. Çeliğin yüksek sıcaklıkta oksidasyon direncini arttırmak için çeliğe alaşım elementleri eklenerek oksit yapısı değiştirilir. Yaygın olarak kullanılan alaşım elementleri krom, nikel, krom, silikon, alüminyum vb.'dir. Çeliğin yüksek sıcaklıktaki oksidasyon direnci yalnızca kimyasal bileşimiyle ilgilidir.

Yüksek sıcaklık dayanımı, çeliğin yüksek sıcaklıklarda mekanik yüklere uzun süre dayanma yeteneğini ifade eder. Yüksek sıcaklıkta mekanik yük altında çeliğin iki ana etkisi vardır. Biri yumuşamadır, yani sıcaklık arttıkça mukavemet azalır. İkincisi sürünmedir, yani sabit stres etkisi altında plastik deformasyon miktarı zamanla yavaş yavaş artar. Çeliğin yüksek sıcaklıkta plastik deformasyonuna tane içi kayma ve tane sınırı kayması neden olur. Çeliğin yüksek sıcaklık dayanımını arttırmak için genellikle alaşımlama yöntemleri kullanılır. Yani, atomlar arasındaki bağlanma kuvvetini arttırmak ve uygun bir yapı oluşturmak için çeliğe alaşım elementleri eklenir. Krom, molibden, tungsten, vanadyum, titanyum vb. eklenmesi çelik matrisi güçlendirebilir, yeniden kristalleşme sıcaklığını artırabilir ve ayrıca Cr23C6, VC, TiC vb. gibi güçlendirme fazı karbürleri veya intermetalik bileşikler oluşturabilir. Bu güçlendirme aşamaları Yüksek sıcaklıklarda stabildirler, çözünmezler, büyüyüp topaklanmazlar ve sertliklerini korurlar. Nikel esas olarak elde etmek için eklenirostenit. Ostenitteki atomlar ferritten daha sıkı düzenlenmiştir, atomlar arasındaki bağ kuvveti daha güçlüdür ve atomların difüzyonu daha zordur. Bu nedenle östenitin yüksek sıcaklık dayanımı daha iyidir. Isıya dayanıklı çeliğin yüksek sıcaklık dayanımının sadece kimyasal bileşimle değil aynı zamanda mikro yapıyla da ilgili olduğu görülebilir.

Yüksek alaşımlı ısıya dayanıklıçelik dökümlerÇalışma sıcaklığının 650°C'yi aştığı durumlarda yaygın olarak kullanılır. Isıya dayanıklı çelik dökümler, yüksek sıcaklıklarda çalışan çelikleri ifade eder. Isıya dayanıklı çelik dökümlerin gelişimi, elektrik santralleri, kazanlar, gaz türbinleri, içten yanmalı motorlar ve uçak motorları gibi çeşitli endüstriyel sektörlerin teknolojik ilerlemesiyle yakından ilgilidir. Çeşitli makine ve cihazların yanı sıra farklı ortamlar tarafından kullanılan farklı sıcaklıklar ve gerilimler nedeniyle kullanılan çelik türleri de farklıdır.

Farklı ülkelerde ısıya dayanıklı çelik döküm standartları
1) Çin Standardı
GB/T 8492-2002 "Isıya Dayanıklı Çelik Dökümler için Teknik Koşullar", çeşitli ısıya dayanıklı dökme çeliklerin kalitelerini ve oda sıcaklığındaki mekanik özelliklerini belirtir.
2) Avrupa Standardı
EN 10295-2002 ısıya dayanıklı çelik döküm standartları, östenitik ısıya dayanıklı paslanmaz çelik, ferritik ısıya dayanıklı paslanmaz çelik ve östenitik-ferritik dubleks ısıya dayanıklı paslanmaz çeliğin yanı sıra nikel bazlı alaşımlar ve kobalt bazlı alaşımları da içerir.
3) Amerikan Standartları
ANSI/ASTM 297-2008 "Genel Endüstriyel Demir-Krom, Demir-Krom-Nikel Isıya Dayanıklı Çelik Dökümler"de belirtilen kimyasal bileşim kabul için esastır ve mekanik performans testi yalnızca alıcının talep etmesi durumunda gerçekleştirilir. sipariş verme zamanı. Isıya dayanıklı dökme çeliği içeren diğer Amerikan standartları arasında ASTM A447/A447M-2003 ve ASTM A560/560M-2005 bulunmaktadır.
4) Alman Standardı
DIN 17465 "Isıya Dayanıklı Çelik Dökümler için Teknik Koşullar"da, çeşitli ısıya dayanıklı çelik döküm kalitelerinin kimyasal bileşimi, oda sıcaklığında mekanik özellikleri ve yüksek sıcaklık mekanik özellikleri ayrı ayrı belirtilmiştir.
5) Japon Standardı
JISG5122-2003 "Isıya Dayanıklı Çelik Dökümler"deki kaliteler temel olarak Amerikan Standardı ASTM ile aynıdır.
6) Rus Standardı
Orta kromlu ve yüksek kromlu ısıya dayanıklı çelikler dahil olmak üzere GOST 977-1988'de belirtilen 19 ısıya dayanıklı dökme çelik kalitesi vardır.

Kimyasal bileşimin ısıya dayanıklı çeliğin servis ömrü üzerindeki etkisi
Isıya dayanıklı çeliğin servis ömrünü etkileyebilecek çok çeşitli kimyasal elementler vardır. Bu etkiler yapının stabilitesini arttırmada, oksidasyonu önlemede, ostenit oluşturma ve stabilize etmede ve korozyonu önlemede kendini gösterir. Örneğin, ısıya dayanıklı çelikteki eser elementler olan nadir toprak elementleri, çeliğin oksidasyon direncini önemli ölçüde artırabilir ve termoplastisiteyi değiştirebilir. Isıya dayanıklı çelik ve alaşımların temel malzemeleri genellikle nispeten yüksek erime noktasına, yüksek kendi kendine difüzyon aktivasyon enerjisine veya düşük istifleme hatası enerjisine sahip metaller ve alaşımları seçer. Çeşitli ısıya dayanıklı çelikler ve yüksek sıcaklık alaşımları, eritme işleminde çok yüksek gereksinimlere sahiptir, çünkü çelikte kalıntıların veya belirli metalurjik kusurların varlığı, malzemenin dayanıklılık mukavemet sınırını azaltacaktır.

Solüsyon işlemi gibi ileri teknolojinin ısıya dayanıklı çeliğin servis ömrü üzerindeki etkisi
Metal malzemeler için farklı ısıl işlem süreçlerinin kullanılması yapıyı ve tane boyutunu etkileyecek, dolayısıyla termal aktivasyonun zorluk derecesi değişecektir. Döküm arızasının analizinde, kırılmaya neden olan birçok faktör vardır; başlıca termal yorgunluk, çatlağın başlamasına ve gelişmesine neden olur. Buna bağlı olarak çatlakların başlamasını ve yayılmasını etkileyen bir dizi faktör vardır. Bunlar arasında kükürt içeriği son derece önemlidir çünkü çatlaklar çoğunlukla sülfitler boyunca gelişir. Kükürt içeriği, hammaddelerin kalitesinden ve bunların eritilmesinden etkilenir. Koruyucu bir hidrojen atmosferi altında çalışan dökümler için, eğer hidrojenin içinde hidrojen sülfür bulunuyorsa, dökümler kükürtlenecektir. İkinci olarak, çözelti işleminin yeterliliği dökümün mukavemetini ve tokluğunu etkileyecektir.