2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23
Hitzebeständigkeit und Hitzebeständigkeit sind sehr wichtige Eigenschaften. Einige Maschinenbauprodukte arbeiten unter sehr schwierigen Bedingungen bei erhöhten Temperaturen. Herkömmliche Baustähle ändern beim Erhitzen abrupt ihre mechanischen und physikalischen Eigenschaften, beginnen aktiv zu oxidieren und bilden Zunder, was völlig inakzeptabel ist und die Gefahr eines Ausfalls der gesamten Baugruppe und möglicherweise eines schweren Unfalls schafft. Um bei erhöhten Temperaturen zu arbeiten, haben Materialingenieure mit Hilfe von Metallurgen eine Reihe von Spezialstählen und -legierungen entwickelt. Dieser Artikel beschreibt sie kurz.
Hitzebeständige Stähle
Viele Menschen setzen den Begriff Hitzebeständigkeit mit einem Begriff wie Hitzebeständigkeit gleich. Dies sollte auf keinen Fall geschehen. Die Hitzebeständigkeit wird auch als Rotversprödung bezeichnet. Und dieses Konzept bedeutet die Fähigkeit eines Metalls (oder einer Legierung), sich zu h altenhohe mechanische Eigenschaften beim Arbeiten bei erhöhten Temperaturen. Das heißt, ein solches Metall wird, selbst wenn es auf rotes Glühen erhitzt wird (es ist typisch für Temperaturen über 550 ° C), nicht kriechen und eine ausreichende Steifigkeit beh alten.
Einfach ausgedrückt ist Hitzebeständigkeit die Fähigkeit eines Materials, seine Leistungsfähigkeit beizubeh alten, wenn es auf hohe Temperaturen erhitzt wird. Gewöhnliche Baustähle werden selbst bei leichter Erwärmung duktil, was die Möglichkeit ihrer Verwendung zur Herstellung von Produkten ausschließt, die bei hohen Temperaturen arbeiten.
Verschiedene Sorten von Metallen und Legierungen haben unterschiedliche Hitzebeständigkeit. Dieser Indikator hängt von der chemischen Zusammensetzung des Materials ab. Hitzebeständigkeitstests können über einen langen Zeitraum durchgeführt werden. Aber meistens werden Proben, die in einem Ofen auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden, für kurze Zeit einer Zugprüfung unterzogen.
Hitzebeständige Stähle
Hitzebeständigkeit ist im Gegensatz zur Hitzebeständigkeit die Fähigkeit von Materialien, der Entwicklung von Korrosionsprozessen beim Arbeiten bei hohen Temperaturen zu widerstehen. Gewöhnliche Stähle beginnen, wenn sie Hitze ausgesetzt werden (mit Ausnahme der Wärmebehandlung in einer Schutzatmosphäre oder im Vakuum), zu oxidieren. Außerdem beginnt bei längerem Erhitzen der Kohlenstoff auf der Oberfläche des Produkts auszubrennen. Dadurch wird die Oberfläche an Kohlenstoff verarmt, was zu einer starken Änderung der mechanischen Eigenschaften (vor allem Härte) an der Oberfläche führt. Die Verschleißfestigkeit sinkt. Bekommt so eine negative EntwicklungPhänomen, wie ein Mobber. Diese Gruppe von Stählen kann bei Temperaturen um 550 °C betrieben werden.
Um die Hitzebeständigkeit von Stahl zu erhöhen, wird seine Schmelze mit Silizium, Aluminium und Chrom legiert. Manchmal reicht es aus, die Hitzebeständigkeit der Oberfläche des Teils zu erhöhen. In diesem Fall wird auf eine Silizierung oder Aluminisierung (Sättigung der Oberflächenschicht mit Silizium- bzw. Aluminiumatomen) in einem Pulvermedium zurückgegriffen.
Materialien mit hohem Schmelzpunkt
Beim Betrieb bei besonders hohen Temperaturen können die betrachteten Materialien nicht verwendet werden, da bei einer Temperatur im Bereich von 2000 ° C ein Schmelzen auftritt (eine flüssige Phase wird freigesetzt). Für diese Zwecke werden hochschmelzende Metalle verwendet: Wolfram, Niob, Vanadium, Zirkonium und so weiter. Diese Materialien sind ziemlich teuer, aber Ingenieure haben noch keine würdige Alternative dafür gefunden.
Charakterisierung von Chrom- und Nickelbasislegierungen
Legierungen mit hoher Hitzebeständigkeit sind in der Energietechnik (Schaufeln von Dampfturbinen, Teile von Flugzeugtriebwerken usw.) sehr gefragt. Darüber hinaus wächst der Bedarf an solchen Materialien ständig. Darüber hinaus erfordert die Produktion, dass Wissenschaftler immer fortschrittlichere Materialien erh alten, die ihre Leistung bei sehr hohen Temperaturen aufrechterh alten können. Daher wird ständig daran gearbeitet, die Hitzebeständigkeit zu erhöhen. Dazu trägt Nickel bzw. legierter Stahl mit diesem Element bei.
Alle hitzebeständigen Stählesind mit Nickel legiert (mindestens 65 %). Chrom ist ein Muss. Der Geh alt dieses Elements sollte nicht weniger als 14% betragen. Andernfalls wird die Metalloberfläche stark oxidiert.
Stähle werden zusätzlich mit Aluminium, Vanadium und anderen feuerfesten Elementen legiert. Aluminium beispielsweise ist bereits bei Raumtemperatur mit einem dünnen Oxidfilm überzogen, der verhindert, dass Korrosion tief in das Metall eindringt. Das heißt, es wird keine Skala gebildet.
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