Magasan ötvözött acélok magas hőmérsékleten történő működéshez

A magas hőmérsékleten történő üzemre szánt magas ötvözetű acélok egy csoportot alkotnak speciális acélok Olyan alkatrészekhez tervezték, amelyek üzem közben hosszabb ideig magas hőmérsékletnek és mechanikai terhelésnek vannak kitéve. Elsősorban az energetikai iparban, turbinagyártásban és hőtechnikai berendezésekben használják őket, beleértve a gőzturbina lapátokat és alkatrészeket, rotor alkatrészeket, kovácsolt darabokat, csavarokat, rögzítőket és egyéb kritikus alkatrészeket, amelyek a minőségtől és az üzemi körülményektől függően körülbelül 550–600 °C hőmérsékleten működnek.
Ezen acélok elsődleges célja, hogy megfelelő mechanikai tulajdonságokat tartsanak fenn hosszú távú üzemeltetés során olyan hőmérsékleteken, amelyeken a tipikus szerkezeti acélok jelentősen elveszítik szilárdságukat. Elsődleges fontosságú a kúszási szilárdság, a feszültségrelaxációs ellenállás, a mikroszerkezeti stabilitás és az oxidációs ellenállás az üzemi hőmérsékleteken.

Magasan ötvözött acélok összetétele és tulajdonságai magas hőmérsékleten történő működéshez

A szóban forgó faj egyik jellemző összetevője az chromA 15H11MF, 15H12WMF, 20H12M1F és 23H12MNF acélokban a krómtartalma körülbelül 11–13%. A króm növeli az oxidációval és a magas hőmérsékletű korrózióval szembeni ellenállást, valamint befolyásolja az acél edzhetőségét és mechanikai tulajdonságait.
A króm mellett adalékanyagokat is használnak molibdén, vanádium, volfrám i nikkelMegfelelően kiválasztott összetételük lehetővé teszi olyan mikroszerkezet létrehozását, amely biztosítja a nagy szilárdságot üzemi hőmérsékleten.
molibdén növeli a kúszási ellenállást és javítja a szilárdsági tulajdonságok megtartását hosszú távú, magas hőmérsékleten történő működés során. Vanádium elősegíti az állandó karbid- és nitridkiválások képződését, korlátozza a szemcsenövekedést és növeli a megeresztéssel szembeni ellenállást. WolframA molibdénhez hasonlóan növeli a szerkezeti stabilitást és szilárdságot magas hőmérsékleten. Nikkel befolyásolja többek között a kiválasztott fajok edzhetőségét, képlékenységét és szerkezeti stabilitását.
Fontos szerepet játszik az is, szén, mivel részt vesz az ötvözetkarbidok képződésében. Típusuk, eloszlásuk és stabilitásuk közvetlen hatással van az acél mechanikai tulajdonságaira hosszú távú használat során.

Kúszási ellenállás – az acél kulcsfontosságú tulajdonsága a hőmérsékleten való alkalmazás során

Az energiaelemek anyagának kiválasztásának egyik legfontosabb kritériuma az ellenállás. csúszásEz egy anyag lassú, fokozatos deformációja, amely magas hőmérsékleten, hosszan tartó stressznek való kitettség során következik be.
Ez a jelenség különösen jelentős a turbina alkatrészek, erőművek és hőtermelő berendezések esetében, amelyek több ezer vagy akár több tízezer órán át is üzemelhetnek. Ezért az anyag fokozatosan deformálódhat, még akkor is, ha az alkalmazott feszültség a rövid távú folyáshatára alatt van.
Ezért az ilyen alkatrészek tervezésekor nemcsak a szobahőmérsékleten meghatározott tipikus mechanikai tulajdonságokat veszik figyelembe, hanem a hosszú távú jellemzőket is, mint például a kúszási szilárdság és a szakítószilárdság.

Magas hőmérsékleten használható acél, valamint hőálló és kúszásálló acél

Ezeket a kifejezéseket nem szabad felcserélhetően használni. A magas hőmérsékleten való használatra szánt acélok esetében a kulcsfontosságú tényező az, hogy képesek-e hosszabb ideig ellenállni a mechanikai terheléseknek egy adott hőmérsékleten.
Hőálló és kúszásálló acélok a magas hőmérsékletű működésre tervezett anyagok szélesebb csoportját alkotják. A hőállóság elsősorban az anyag forró gázok kémiai hatásaival és oxidációval szembeni ellenállására utal, míg a kúszási ellenállás az anyag megfelelő mechanikai tulajdonságainak fenntartására utal magas hőmérsékleten történő működés közben.
Ezért a minőség kiválasztásakor figyelembe kell venni az üzemi hőmérsékletet, az expozíciós időt, a feszültségszintet, a terhelés jellegét és a környezetet, amelyben az elem működik.

Acéljelölések a régi lengyel PN jelölések szerint

A régebbi lengyel acélminőség-megjelölésekben az első szám a hozzávetőleges átlagos széntartalmat jelzi, századszázalékban kifejezve. Az ezt követő betűk a legfontosabb ötvözőelemeket jelölik.
A szóban forgó csoport többek között a következő megnevezéseket foglalja magában:

• H – króm (Cr),
• M – molibdén (Mo),
• F – vanádium (V),
• N – nikkel (Ni),
• W – volfrám (W).

Az elemjeleket követő számok azok hozzávetőleges tartalmát jelezhetik, amelynek értelmezése az adott acéljelölési rendszerben használt szabályoktól függ. Ezért a minőségjelet anyagmegjelölésnek kell tekinteni, és nem helyettesíteni a vonatkozó szabványban meghatározott teljes kémiai elemzést.
Például 23H12MNF olyan acélt jelöl, amely körülbelül 0,23% szenet és körülbelül 12% krómot tartalmaz, molibdén, nikkel és vanádium adalékokkal. Az egyes elemek pontos megengedett tartalomtartományát mindig a vonatkozó anyagszabványban vagy átvételi tanúsítványban kell ellenőrizni.

Magasan ötvözött acélminőségek magas hőmérsékleten történő működéshez

• 15H11MF – króm-molibdén-vanádium acél,
• 15H12WMF – króm-volfrám-molibdén-vanádium acél,
• 20H12M1F – króm-molibdén-vanádium acél,
• 23H12MNF – króm-molibdén-nikkel-vanádium acél-1.4923, X22CrMoV12-1

kérelem

Az ilyen típusú magas ötvözetű acélokat elsősorban az energiaszektorban, valamint magas hőmérsékleten működő gépek és berendezések gyártásában használják. A minőségtől, a hőkezeléstől és a szükséges tulajdonságoktól függően az alábbi alkalmazásokhoz használhatók:

• gőzturbina lapátok,
• lapátok és egyéb turbina alkatrészek kovácsolása,
• rotor elemek,
• magas hőmérsékleten működő csavarok és rögzítőelemek,
• energia- és hőtechnikai berendezések elemei,
• olyan gépalkatrészek, amelyek egyidejűleg vannak kitéve hőmérsékleti és hosszú távú mechanikai terhelésnek.

Egy adott minőség kiválasztásakor nemcsak a maximális hőmérsékletet kell figyelembe venni, hanem az üzemidőt, a feszültségszintet, a szükséges mechanikai tulajdonságokat, a környezeti feltételeket és a tervezett hőkezelést is.

Alacsony és közepes ötvözetű acélok magas hőmérsékleten történő működéshez

Külön csoportot alkotnak az ötvözött acélok, amelyeket olyan alkalmazásokban használnak, mint az energiatermelés, a kazángyártás és a nyomás alatt álló berendezések. Ezeknek az anyagoknak más a kémiai összetétele és a tervezett felhasználása, mint a fent leírt, magas krómtartalmú speciális acéloknak.
Lát: ötvözött acélok magas hőmérsékleten történő működéshez.

Lásd a többi korrózióálló acélt 

Szállítási módok

Az Alfa-Tech magas hőmérsékleten történő használatra tervezett, magasan ötvözött acélokat szállít különféle hengerelt és kovácsolt formákban. A minőségtől, a méretektől és a szükséges specifikációktól függően az anyag a következőképpen kínálható:

• nyílt öntőformájú kovácsolt darabok,
• kovácsolt rudak,
• hengerelt rudak kerek,
• lapos rudak,
• négyzet alakú rudak.

Magas hőmérsékleten működő kritikus alkatrészekhez szánt anyagok megrendelésekor fontos megadni a minőséget, a méreteket, az előírt szabványt, a hőkezelési állapotot, a szükséges mechanikai tulajdonságokat és az átvételi okmány típusát.