Tuangan Keluli Tahan Haba oleh Proses Tuangan Pelaburan

Keluli tahan haba merujuk kepada keluli dengan rintangan pengoksidaan suhu tinggi dan kekuatan suhu tinggi.Rintangan pengoksidaan suhu tinggi adalah syarat penting untuk memastikan bahan kerja berfungsi untuk masa yang lama pada suhu tinggi.Dalam persekitaran pengoksidaan seperti udara bersuhu tinggi, oksigen bertindak balas secara kimia dengan permukaan keluli untuk membentuk pelbagai lapisan oksida besi.Lapisan oksida sangat longgar, kehilangan ciri asal keluli, dan mudah jatuh.Untuk meningkatkan rintangan pengoksidaan suhu tinggi keluli, unsur mengaloi ditambah pada keluli untuk mengubah struktur oksida.Unsur pengaloian yang biasa digunakan ialah kromium, nikel, kromium, silikon, aluminium dan sebagainya.Rintangan pengoksidaan suhu tinggi keluli hanya berkaitan dengan komposisi kimia.

Kekuatan suhu tinggi merujuk kepada keupayaan keluli untuk mengekalkan beban mekanikal untuk masa yang lama pada suhu tinggi.Terdapat dua kesan utama keluli di bawah beban mekanikal pada suhu tinggi.Satu adalah melembutkan, iaitu, kekuatan berkurangan dengan peningkatan suhu.Yang kedua adalah rayapan, iaitu, di bawah tindakan tegasan berterusan, jumlah ubah bentuk plastik perlahan-lahan meningkat dengan masa.Ubah bentuk plastik keluli pada suhu tinggi disebabkan oleh gelinciran intragranular dan gelinciran sempadan butiran.Untuk meningkatkan kekuatan suhu tinggi keluli, kaedah mengaloi biasanya digunakan.Iaitu, unsur mengaloi ditambah kepada keluli untuk meningkatkan daya ikatan antara atom dan membentuk struktur yang baik.Menambah kromium, molibdenum, tungsten, vanadium, titanium, dsb., boleh menguatkan matriks keluli, meningkatkan suhu penghabluran semula, dan juga boleh membentuk karbida fasa pengukuhan atau sebatian antara logam, seperti Cr23C6, VC, TiC, dll. Fasa pengukuhan ini adalah stabil pada suhu tinggi, tidak larut, tidak beragregat untuk membesar, dan mengekalkan kekerasannya.Nikel ditambah terutamanya untuk mendapatkanaustenit.Atom dalam austenit disusun lebih ketat daripada ferit, daya ikatan antara atom lebih kuat, dan resapan atom lebih sukar.Oleh itu, kekuatan suhu tinggi austenit adalah lebih baik.Ia boleh dilihat bahawa kekuatan suhu tinggi keluli tahan haba bukan sahaja berkaitan dengan komposisi kimia, tetapi juga berkaitan dengan struktur mikro.

Tahan panas aloi tinggituangan kelulidigunakan secara meluas dalam keadaan di mana suhu kerja melebihi 650 ℃.Tuangan keluli tahan haba merujuk kepada keluli yang berfungsi pada suhu tinggi.Pembangunan tuangan keluli tahan haba berkait rapat dengan kemajuan teknologi pelbagai sektor perindustrian seperti stesen janakuasa, dandang, turbin gas, enjin pembakaran dalaman, dan enjin aero.Disebabkan oleh suhu dan tegasan berbeza yang digunakan oleh pelbagai mesin dan peranti, serta persekitaran yang berbeza, jenis keluli yang digunakan juga berbeza.

Piawaian keluli tuang tahan haba di negara yang berbeza
1) Standard Cina
GB/T 8492-2002 "Keadaan Teknikal untuk Tuangan Keluli Tahan Haba" menentukan gred dan sifat mekanikal suhu bilik pelbagai keluli tuangan tahan haba.
2) Standard Eropah
EN 10295-2002 Piawaian keluli tuang tahan haba termasuk keluli tahan karat tahan haba austenitik, keluli tahan karat tahan haba ferit dan keluli tahan karat tahan panas dupleks austenitik-feritik, serta aloi berasaskan nikel dan aloi berasaskan kobalt.
3) Piawaian Amerika
Komposisi kimia yang dinyatakan dalam ANSI/ASTM 297-2008 "General Industrial Iron-Chromium, Iron-Chromium-Nickel Heat-resistant Casting Steel" adalah asas untuk penerimaan, dan ujian prestasi mekanikal hanya dijalankan apabila pembeli memintanya di masa membuat pesanan.Piawaian Amerika lain yang melibatkan keluli tuang tahan haba termasuk ASTM A447/A447M-2003 dan ASTM A560/560M-2005.
4) Standard Jerman
Dalam DIN 17465 "Keadaan Teknikal untuk Tuangan Keluli Tahan Haba", komposisi kimia, sifat mekanikal pada suhu bilik, dan sifat mekanikal suhu tinggi pelbagai gred keluli tuang tahan haba dinyatakan secara berasingan.
5) Standard Jepun
Gred dalam JISG5122-2003 "Tuangan Keluli Tahan Panas" pada asasnya adalah sama dengan ASTM Standard Amerika.
6) Piawaian Rusia
Terdapat 19 gred keluli tuang tahan haba yang dinyatakan dalam GOST 977-1988, termasuk keluli tahan haba kromium sederhana dan tinggi kromium.

Pengaruh komposisi kimia pada hayat perkhidmatan keluli tahan haba
Terdapat pelbagai jenis unsur kimia yang boleh menjejaskan hayat perkhidmatan keluli tahan haba.Kesan ini ditunjukkan dalam meningkatkan kestabilan struktur, mencegah pengoksidaan, membentuk dan menstabilkan austenit, dan mencegah kakisan.Sebagai contoh, unsur nadir bumi, yang merupakan unsur surih dalam keluli tahan haba, boleh meningkatkan rintangan pengoksidaan keluli dengan ketara dan mengubah termoplastik.Bahan asas keluli tahan haba dan aloi umumnya memilih logam dan aloi dengan takat lebur yang agak tinggi, tenaga pengaktifan resapan sendiri yang tinggi atau tenaga kerosakan susun rendah.Pelbagai keluli tahan haba dan aloi suhu tinggi mempunyai keperluan yang sangat tinggi pada proses peleburan, kerana kehadiran kemasukan atau kecacatan metalurgi tertentu dalam keluli akan mengurangkan had kekuatan ketahanan bahan.

Pengaruh teknologi canggih seperti rawatan penyelesaian terhadap hayat perkhidmatan keluli tahan haba
Untuk bahan logam, penggunaan proses rawatan haba yang berbeza akan menjejaskan struktur dan saiz butiran, seterusnya mengubah tahap kesukaran pengaktifan haba.Dalam analisis kegagalan tuangan, terdapat banyak faktor yang membawa kepada kegagalan, terutamanya keletihan haba membawa kepada permulaan dan pembangunan retak.Sejajar dengan itu, terdapat beberapa siri faktor yang mempengaruhi permulaan dan penyebaran keretakan.Antaranya, kandungan sulfur adalah amat penting kerana kebanyakan rekahan terbentuk di sepanjang sulfida.Kandungan sulfur dipengaruhi oleh kualiti bahan mentah dan peleburannya.Untuk tuangan yang bekerja di bawah suasana pelindung hidrogen, jika hidrogen sulfida terkandung dalam hidrogen, tuangan akan disulfurisasi.Kedua, kecukupan rawatan penyelesaian akan menjejaskan kekuatan dan keliatan tuangan.