أخبار

الفرق في الأداء للشرائح المصنوعة من مواد مختلفة في بيئة درجة حرارة عالية ينعكس أساسا في القدرة على الحفاظ على القوة، ومقاومة الأكسدة، ومقاومة الزحف،الاستقرار الحراري والتوافق مع المتوسط، الخ يتم التحليل التالي من فئات المواد النموذجية:
I. شظايا الفولاذ الكربوني (على سبيل المثال ، Q235 ، 20 # الفولاذ): الاختيار الأساسي لسيناريوهات درجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة.
القوة عند درجات الحرارة العالية من الواضح أنها تضعف
درجة حرارة استخدام الفولاذ الكربوني عادة لا تزيد عن 425 درجة مئوية، وتقلص قوة الانسحاب بأكثر من 30٪ عندما تتجاوز درجة الحرارة 350 درجة مئوية (على سبيل المثال،قوة الانسحاب من الصلب 20 # ينخفض من 245MPa إلى 180MPa عند 400 °C)عندما تتجاوز درجة الحرارة 350 درجة مئوية ، فإن قوة الانسحاب الخاصة بها ستنخفض بأكثر من 30٪ (على سبيل المثال ، تنخفض قوة الانسحاب للصلب 20٪ من 245MPa إلى 180MPa عند 400 درجة مئوية).قد يكون حجم الحبوب أكبر بسبب "المنحنيات"، والذي سيؤدي في نهاية المطاف إلى كسر الزحف.
مقاومة محدودة للتأكسدة
الفولاذ الكربوني عند 300 درجة مئوية فوق بداية الأكسدة السريعة، سطح تشكيل طبقة أكسيد Fe 3 O 4 فضفاضة، كلما ارتفعت درجة الحرارة كلما أسرع معدل الأكسدة (على سبيل المثال،500 درجة مئوية عندما يكون معدل الأكسدة عند 300 درجة مئوية 5 مرات)إذا كانت الوسيط تحتوي على الكبريت أو بخار الماء، فإن تآكل الأكسدة سيتفاقم أكثر.
ثانياً، أجهزة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتية (304/316، إلخ): المشهد الرئيسي للتآكل عند درجات الحرارة العالية
قوة درجة الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة أفضل من الفولاذ الكربوني
304 الفولاذ المقاوم للصدأ الحد الأقصى لدرجة حرارة الاستخدام من حوالي 870 درجة مئوية، 316L بسبب عناصر الموليبدينوم، في 650 درجة مئوية أقل لا يزال يمكن الحفاظ على قوة جيدة (قوة العائد ≥ 120MPa) ،وتتحسن مقاومة الأكسدة بشكل كبير (معدل الأكسدة عند 800 درجة مئوية أقل من معدلات أكسدة الصلب الكربوني 90٪)نسبة أكسدة أقل بنسبة 90% من فولاذ الكربون عند 800 درجة مئوية).
مبدأ: استقرار المنظمة الأوستنيتية يجعلها أقل عرضة للكرة الكروية في درجات الحرارة العالية ، وعنصر الكروم (18٪ ~ 20٪) يشكل فيلم أكسيد Cr2O3 كثيف ،يمنع انتشار ذرات الأكسجين.
المخاطر المحتملة عند درجات الحرارة العالية
التآكل الحساس: إذا تم استخدامه لفترة طويلة من الزمن في نطاق 450 ~ 850 درجة مئوية ، فقد يؤدي الصلب المقاوم للصدأ 304 إلى التآكل بين الحبيبات بسبب هطول الكربيد ،والتي تحتاج إلى تحسينها بواسطة "علاجات الاستقرار"(مثل التيتانيوم المضاف إلى الفولاذ المقاوم للصدأ 321).
الحد من الانزلاق: فوق 650 درجة مئوية، وتسارع معدل تشوه الانزلاق من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي،يجب أن يقلل التصميم من الإجهاد المسموح به (مثل 316L في 700 درجة مئوية عندما يكون الإجهاد المسموح به 15٪ فقط من درجة حرارة الغرفة).
ثالثًا ، فولاذ مزدوج (2205 ، 2507 ، إلخ): درجة حرارة عالية وبيئة تآكل قوية من الخيار الفعال من حيث التكلفة
خصائص ميكانيكية عالية درجة الحرارة بين الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي
2205 الفولاذ المزدوج عادة ≤ 300 درجة مئوية، 2507 الفولاذ المزدوج فائق يمكن أن يكون 350 درجة مئوية، وقوة الانسحاب في 300 درجة مئوية لا تزال تحتفظ بأكثر من 400MPa (304 الفولاذ المقاوم للصدأ مرتين) ،ولكن أعلى من 350 درجة مئوية، يتم تسريع المرحلة الفيرريتية من مرحلة الفيرريت، والتصميم يحتاج إلى تقليل الجهد المسموح به (مثل 316L في 700 درجة مئوية الجهد المسموح به هو 15٪ فقط في درجة حرارة الغرفة).تقليل مقاومة الزحف في مرحلة الفيرريت، قوة أسرع من الفولاذ المقاوم للصدأ austenitic.
رابعاً، شفرة الفولاذ الكروم والموليبدينوم (15CrMo، P91، إلخ): درجات حرارة عالية وضغط عال في ظروف عمل المواد الأساسية
يتم تحسين قوة درجة الحرارة العالية ومقاومة الزحف بشكل كبير
يمكن استخدام الفولاذ 15CrMo (الكروم 1٪ ~ 1.5٪ ، الموليبدينوم 0.5٪) عند درجة حرارة تصل إلى 550 درجة مئوية ، 500 درجة مئوية ، عندما يتم الحفاظ على قوة الانسحاب أكثر من 200MPa ؛من الصلب P91 (9٪ الكروم + 1٪ الموليبدينوم) يمكن أن تكون على المدى الطويل 650 درجة مئوية العملية التالية، قوة كسر الزحف هو أكثر من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتية. التشغيل، قوة كسر الزحف هو 15CrMo 2 مرات (مثل 600 درجة حرارة P91 100،000 ساعة من قوة الزحف من 100MPa،15CrMo فقط 40MPa).
V. فليانز السبائك القائمة على النيكل (Inconel 625 ، Hastelloy C-276 ، الخ): الحل النهائي للبيئات التآكلية عالية درجة الحرارة
سحق المواد الأخرى في درجات حرارة عالية للغاية
يمكن أن يحتفظ Inconel 625 عند 1093 °C بقوة سحب تزيد عن 100MPa ، يمكن أن يكون Hastelloy C-276 مقاومًا للاكسدة عند 1200 °C أو أقل ،وفي درجات حرارة عالية من حياة كسر الزحف تصل إلى 10 مليونعمر كسر الزحف يصل إلى 100000 ساعة أو أكثر (مثل 800 درجة مئوية ، وقوة الزحف C-276 هي 5 أضعاف 316L).
التآكل المعقد ضد درجة الحرارة
في حمض قوي عالي درجة حرارة (مثل 150 درجة مئوية من حمض الكبريتيك المركز) ، وسائط تحتوي على الفلور / الكلور أو زيت وغازات تحتوي على الكبريت عالية درجة الحرارة والضغطالسبائك القائمة على النيكل بسبب نظام السبائك من النيكل العالي (≥ 50٪)، الكروم العالي (20٪ إلى 30٪) ، الموليبدينوم العالي (10٪ إلى 16٪) ، يمكن أن تقاوم في وقت واحد التآكل التأكسدي، وتآكل الإجهاد والتآكل بين الحبوب. التآكل بين الحبوب. على سبيل المثال:صناعة الفحم الكيميائية في غازي الفحم عالي الحرارة (درجة حرارة 650 درجة مئوية، يحتوي على H 2 S / CO 2) ، يمكن أن تلبي فقط الاطراف السبائك على أساس النيكل متطلبات أكثر من 20 عاما من الخدمة.