Karstumizturīgs tērauds

Kā izmērīt veiktspēju
Tomēr karstumizturīga tērauda galvenā sastāvdaļa ir tā izturība augstās temperatūrās, ko var izmērīt dažādos veidos. Viens veids, kā izmērīt tērauda veiktspēju augstā temperatūrā, ir izmērīt UTS un YS paaugstinātā temperatūrā, parasti vairāk nekā 1200 F. Daudzi karstumizturīgi tēraudi var izturēt UTS 30-50ksi pie 1400 F un YS līdz 30 ksi. Parasti sakausējumi, kuriem ir pietiekami augsts hroma un niķeļa saturs, ir vislabākie šajā paaugstinātas temperatūras stiepes un tecēšanas izturības kategorijā, tostarp HL, HP, HU un HK. Šīs kategorijas sakausējumiem parasti ir pilnībā austenīta struktūra. Lielākas leģējošu elementu klātbūtnes dēļ šie sakausējumi mēdz būt arī dārgāki.
Vēl viens veids, kā mērīt karstumizturīgā tērauda veiktspēju, ir tā šļūdes un sprieguma pārrāvuma izturība. Šļūde ir ļoti izplatīta karstumizturīgā tērauda lējumos. Tiem, kas nav pazīstami, šļūde ir stress, kas rodas lējumiem, kas ir pakļauti spriedzei augstā temperatūrā. Lai gan pilnībā novērst šļūde nav iespējama, lielākā daļa karstumizturīgo tērauda sakausējumu ir izstrādāti tā, lai zināmā mērā samazinātu šļūdes efektu, kas savukārt pagarina lējuma kalpošanas laiku. Šļūde kļūst visproblemātiskākā atsevišķos gadījumos, kad tā izraisa lējuma deformāciju un var pat izraisīt lūzumus, jo lējuma stiprība ir apdraudēta tā, ka tā plīst zem īpašībām, kas noteiktas paaugstinātas temperatūras stiepes testā.

Sakausējuma izvēle
Šļūde var tikt ņemta vērā lējuma konstrukcijā un sakausējuma izvēlē, inženieris var izvēlēties lējuma konstrukciju, kas ļaus lējumam turpināt darboties ilgāku laiku šļūdes gadījumā, kā arī var izvēlēties sakausējumu, kas ir izturīgāks pret šļūdei. . Sakausējuma izvēles ziņā inženierim ir jāizvēlas sakausējums, kas palēnina plastiskās deformācijas procesu un kam ir augsts plīsuma spriegums, piešķirot prioritāti vienam vai otram, pamatojoties uz pielietojumu. Attiecībā uz deformācijas kontroli parasti vislabāk ir izvēlēties sakausējumu, kas satur vismaz 30% niķeļa un 15% hroma, lai iegūtu pilnībā austenīta struktūru. HT, HU un HP ir lieliski piemēri. Daži dzelzs-hroma-niķeļa sakausējumi, piemēram, HK, arī darbojas labi šajā arēnā.
Runājot par pārrāvuma spriegumu, vissvarīgākais mainīgais būs kontrolēt oglekļa saturu, lai tas būtu {{0}}.3-0,7 % diapazonā. 0.3-0,7% oglekļa diapazonā metāls būs daudz izturīgāks pret pārrāvuma spriegumiem nekā tie, kas ir 0,2% un mazāki. Svarīgi ir arī citi leģējošie elementi, jo īpaši pietiekami daudz niķeļa, lai izveidotu austenīta struktūru (vismaz 18%, vēlams 22%+) un hroma saturs vairāk nekā 15% ir galvenie, HK, HN un HP ir kvalitātes piemēri. Daži no plīsumiem izturīgākajiem sakausējumiem saturēs kādu specializētu sakausējuma elementu, piemēram, volframa vai niobija, saturu, lai gan oglekļa saturs joprojām ir visietekmīgākais kontrolējamais mainīgais.

Izvairīšanās no oksidēšanās
Vēl viena nerūsējošā tērauda atslēga ir izturība pret oksidēšanu augstā temperatūrā. Šā iemesla dēļ karstumizturīgajam nerūsējošajam tēraudam jāsatur vismaz 12% hroma, lai augstā temperatūrā neveidotos dzelzs oksīds. Papildu oksidācijas pretestību var iegūt, izmantojot lielāku hroma un niķeļa saturu.

Termiskais nogurums
Ja lējums tiek pakļauts termiskai cikliskumam vai triecienam, tas arī jāņem vērā, izvēloties sakausējumu karstumizturīgam tēraudam. Nav lielisks veids, kā izmērīt termisko nogurumu lējumos, ir termiskā noguruma testi, taču tie lielā mērā neattiecas uz realitāti.

Kā pretoties carburizācijai
Izturība pret karburizāciju ir vēl viens apsvērums, kas jāņem vērā, jo īpaši attiecībā uz lējumiem, kas tiks izmantoti tādā lietojumā kā komerciāla termiskā apstrāde. Lielāks niķeļa un hroma saturs lielā mērā palielina metāla izturību pret oglekļa iekļūšanu lējuma virsmā. Silīcijam ir būtiska nozīme arī karburācijas pretestībā, neliels silīcija palielinājums var būtiski mainīt sakausējuma spēju pretoties oglekļa iekļūšanai. Parasti aptuveni 2% silīcija tiek izmantots lējumos, kas paredzēti karburēšanai. Nerūsējošajiem tēraudiem ir pievienoti citi leģējošie elementi, lai tie izturētu karburizāciju, lai gan tie netiek plaši izmantoti, un to efektivitāte joprojām ir apšaubāma.
Citi apsvērumi
Retos gadījumos ir jāņem vērā vide ar augstu sēra saturu, kas tērauda lējumos izraisīs oksidāciju. Karstumizturīgie sakausējumi ar augstu niķeļa saturu ir ļoti pakļauti korozijai vidē ar augstu sēra saturu to pilnībā austenīta struktūras dēļ, tāpēc sakausējumi, kas ir pilnībā ferīta, parasti ir labāki.