Одлеаноци од челик отпорни на топлина со процес на инвестиционо лиење

Челик отпорен на топлина се однесува на челик со висока температурна отпорност на оксидација и јачина на висока температура. Отпорноста на оксидација на висока температура е важен услов за да се осигура дека работното парче работи долго време на висока температура. Во оксидирачка средина, како што е воздухот со висока температура, кислородот хемиски реагира со челичната површина за да формира различни слоеви од железен оксид. Оксидниот слој е многу лабав, ги губи оригиналните карактеристики на челикот и лесно се паѓа. Со цел да се подобри отпорноста на оксидација на висока температура на челикот, на челикот се додаваат легирани елементи за да се промени структурата на оксидот. Најчесто користени легирани елементи се хром, никел, хром, силициум, алуминиум и така натаму. Високотемпературната отпорност на оксидација на челикот е поврзана само со хемискиот состав.

Јачината на висока температура се однесува на способноста на челикот да одржува механички оптоварувања долго време при високи температури. Постојат два главни ефекти на челикот под механичко оптоварување при висока температура. Едниот е омекнување, односно јачината се намалува со зголемување на температурата. Вториот е лази, односно под дејство на постојан стрес, количината на пластична деформација полека се зголемува со текот на времето. Пластичната деформација на челикот на висока температура е предизвикана од интрагрануларно лизгање и лизгање на границата на зрната. За да се подобри јачината на висока температура на челикот, обично се користат методи на легирање. Односно, легираните елементи се додаваат на челикот за да се подобри силата на поврзување помеѓу атомите и да се формира поволна структура. Додавањето хром, молибден, волфрам, ванадиум, титаниум, итн., може да ја зајакне челичната матрица, да ја зголеми температурата на рекристализација, а исто така може да формира зајакнувачки фазни карбиди или меѓуметални соединенија, како што се Cr23C6, VC, TiC итн. Овие фази на зајакнување се стабилни на високи температури, не се раствораат, не се собираат за да растат и ја одржуваат нивната цврстина. Никел се додава главно за да се добиеаустенит. Атомите во аустенитот се распоредени поцврсто од феритот, силата на поврзување помеѓу атомите е посилна, а дифузијата на атомите е потешка. Затоа, јачината на аустенитот на висока температура е подобра. Може да се види дека јачината на висока температура на челикот отпорен на топлина не е поврзана само со хемискиот состав, туку и поврзана со микроструктурата.

Отпорен на топлина со висока легурачелични одлеаноцишироко се користат во случаи кога работната температура надминува 650℃. Челичните одлеаноци отпорни на топлина се однесуваат на челици кои работат на високи температури. Развојот на одлеаноци од челик отпорни на топлина е тесно поврзан со технолошкиот напредок на различни индустриски сектори како што се електрани, котли, гасни турбини, мотори со внатрешно согорување и аеро-мотори. Поради различните температури и напрегања што ги користат различни машини и уреди, како и различните средини, типовите на челик што се користат се исто така различни.

Стандарди за леано челик отпорен на топлина во различни земји
1) Кинески стандард
GB/T 8492-2002 „Технички услови за одлеаноци од челик отпорни на топлина“ ги специфицира оценките и механичките својства на собна температура на различните лиени челици отпорни на топлина.
2) Европски стандард
Стандардите за леано челик отпорен на топлина EN 10295-2002 вклучуваат аустенитен нерѓосувачки челик отпорен на топлина, нерѓосувачки челик отпорен на феритна топлина и нерѓосувачки челик со дуплекс аустенит-феритен челик, како и легури на база на никел и легури на база на кобалт.
3) Американски стандарди
Хемискиот состав наведен во ANSI/ASTM 297-2008 „Општо индустриско железо-хром, железо-хром-никел отпорни на топлина одлеаноци од челик“ е основа за прифаќање, а тестот за механички перформанси се врши само кога купувачот го бара на времето на нарачката. Други американски стандарди кои вклучуваат леано челик отпорен на топлина вклучуваат ASTM A447/A447M-2003 и ASTM A560/560M-2005.
4) Германски стандард
Во DIN 17465 „Технички услови за одлеаноци од челик отпорни на топлина“, посебно се специфицирани хемискиот состав, механичките својства на собна температура и механичките својства на висока температура на различните класификации на леано челик отпорни на топлина.
5) Јапонски стандард
Оценките во JISG5122-2003 „Челични одлеаноци отпорни на топлина“ се во основа исти како американскиот стандард ASTM.
6) Руски стандард
Во ГОСТ 977-1988 има 19 оценки од лиен челик отпорни на топлина, вклучувајќи челици отпорни на топлина со среден хром и високохром.

Влијанието на хемискиот состав врз работниот век на челик отпорен на топлина
Има доста различни хемиски елементи кои можат да влијаат на работниот век на челикот отпорен на топлина. Овие ефекти се манифестираат во подобрување на стабилноста на структурата, спречување на оксидација, формирање и стабилизирање на устенитот и спречување на корозија. На пример, елементите од ретка земја, кои се елементи во трагови во челик отпорен на топлина, можат значително да ја подобрат отпорноста на оксидација на челикот и да ја променат термопластичноста. Основните материјали од челик и легури отпорни на топлина генерално избираат метали и легури со релативно висока точка на топење, висока енергија на активирање на самодифузија или ниска енергија на дефект на редење. Различни челици отпорни на топлина и легури на висока температура имаат многу високи барања за процесот на топење, бидејќи присуството на подмножества или одредени металуршки дефекти во челикот ќе ја намали границата на издржливоста на материјалот.

Влијанието на напредната технологија како што е третманот со раствор врз работниот век на челик отпорен на топлина
За метални материјали, употребата на различни процеси на термичка обработка ќе влијае на структурата и големината на зрната, а со тоа ќе го промени степенот на тешкотија на термичкото активирање. Во анализата на неуспехот на лиење, постојат многу фактори кои водат до дефект, главно термичкиот замор води до започнување и развој на пукнатини. Соодветно, постојат низа фактори кои влијаат на започнувањето и ширењето на пукнатините. Меѓу нив, содржината на сулфур е исклучително важна бидејќи пукнатините најмногу се развиваат покрај сулфидите. На содржината на сулфур влијае квалитетот на суровините и нивното топење. За одлеаноците кои работат под заштитна атмосфера на водород, ако водород сулфид е содржан во водородот, одливот ќе се сулфуризира. Второ, адекватноста на третманот со раствор ќе влијае на јачината и цврстината на лиењето.