耐熱合金。特殊鋼および合金。耐熱合金の製造と使用
現代の産業は想像できない鋼のような材料なし。それで、私たちは実際にあらゆるステップで出会います。様々な化学元素をその組成に導入することによって、機械的特性および操作特性を大幅に改善することができる。
スチールとは何ですか？
スチールは、組成に炭素と鉄を含む合金です。また、そのような合金（写真は下に位置する）は他の化学元素の不純物を有することができる。
いくつかの構造状態があります。 炭素含有量が0,025-0,8％以内であれば、データは初析鋼と呼ばれ、その構造のパーライトとフェライトを持っています。過共析鋼場合は、パーライトとセメンタイト相を観察することが可能です。フェライト構造の特徴は大きな可塑性である。セメント鉱はかなりの堅さを持っています。パーライトは前の段階の両方を形成する。これは、粒状（フェライトの粒子を含むことによって円形の形状を有するセメンタイトに配置されている）とプレート（両方の相が、プレートの形態を有する）を有することができます。鋼は多形が発生する温度以上に加熱されている場合、構造変化は、オーステナイトします。この段階では、可塑性が向上しています。炭素含有量が2.14％を超える場合、そのような材料および合金は鋳鉄と呼ばれる。
スチールの種類
組成に応じて、鋼はカーボンと合金化した。 0.25％未満の炭素含有量は、低炭素鋼の特徴である。その量が0.55％に達すると、中炭素合金と言えるでしょう。炭素の含有量が0.6％を超える鋼は、高炭素と呼ばれています。合金が製造されるとき、その技術が特定の化学元素の導入を意味する場合、この鋼は合金化された合金と呼ばれる。さまざまなコンポーネントの導入により、そのプロパティが大幅に変更されます。その数が4％を超えない場合、合金は低合金化される。中合金および高合金鋼は、それぞれ最大11％および12％を超える封入物を有する。鋼の合金が使用される球に応じて、その種類は区別されます：器材、構造および特殊鋼および合金。
製造技術
鉄鋼を製錬するプロセスは非常に面倒です。 それはいくつかの段階を含む。まず第一に、原材料が必要です - 鉄鉱石。第1段階は、ある温度まで加熱することを含む。酸化プロセスが起こる。第2段階では、温度がはるかに高くなる。炭素酸化のプロセスはより激しい。合金をさらに酸素で富化することが可能である。不必要な不純物がスラグ中に除去される。次のステップは、機械的特性を著しく低下させるので、鋼から酸素を除去することである。これは、拡散または沈殿によって行うことができる。脱酸のプロセスが起こらなければ、得られた鋼は沸騰と呼ばれる。静かな合金はガスを放出せず、酸素は完全に除去される。中間位置は半石英鋼によって占有される。鉄合金の製造は、炉床炉、誘導炉、酸素コンバーターで行われます。
鋼の合金化
これらのまたは他の特性を得るために鋼、特殊な合金物質がその組成物に導入される。このような合金の主な利点は、様々な変形に対する耐性が増し、部品および他の構造要素の信頼性が著しく向上することである。クエンチの間、亀裂および他の欠陥のパーセンテージは減少する。しばしば、異なる元素による飽和のこのような方法を使用して、化学腐食に対する耐性を付与する。しかし、いくつかの欠点があります。彼らは追加の処理を必要とし、鱗片の発生の可能性が高い。加えて、材料のコストも増加する。最も一般的な合金元素は、クロム、ニッケル、タングステン、モリブデン、コバルトである。彼らのアプリケーションの領域はかなり大きいです。これは、エンジニアリング、パイプライン、発電所、航空機などの部品の製造です。
耐熱性と耐熱性のコンセプト
耐熱性の概念が暗示されている金属または合金が高温で動作するときにそのすべての特性を保持する能力。このような環境では、ガスの腐食がしばしば観察される。したがって、材料はその作用を有していなければならず、耐熱性でなければならない。したがって、重要な温度で使用される合金の特性は、これらの概念の両方を含むべきである。そうした鋼材のみが、部品、工具、その他の構造要素に必要な作業リソースを提供します。
耐熱鋼の特長
温度が大きくなった場合破壊したり変形したりしない合金を使用する必要があります。この場合、耐熱合金が使用される。このような材料の動作温度は500℃以上である。このような鋼を特徴づける重要な瞬間は、耐久性、可塑性、長時間持続する緩和安定性である。コバルト、タングステン、モリブデンなど、高温に対する耐性を大幅に向上させる要素が数多くあります。クロムは必須成分です。スケール抵抗を改善するので、強度にはそれほど影響しません。また、クロムは腐食プロセスを防止します。このタイプの合金のもう1つの重要な特徴は、遅いクリープである。
構造による耐熱鋼の分類
耐熱・耐熱合金フェライト系、マルテンサイト系、オーステナイト系、フェライトマルテンサイト系のものが挙げられる。第1の組成物は約30％のクロムを含有する。特別な治療の後、構造はきめ細かくなる。加熱温度が850℃を超えると、粒子が増加し、耐熱材料が脆くなる。マルテンサイトクラスは、クロム含有量：4％〜12％を特徴とする。また少量では、ニッケル、タングステンおよび他の元素が存在してもよい。これらのうち、自動車のバルブ、タービンの部品が製造されている。構造中にマルテンサイトおよびフェライトを有する鋼は、一定の高温および長期運転での運転に適している。クロム含有量は14％に達する。オーステナイトは、耐熱合金にニッケルを導入することによって得られる。同様の構造のスチールには多くのブランドがあります。
ニッケル基合金
ニッケルは多くの有用な特性を有する。 彼は（ホットとコールドの両方）鋼の被削性に正の効果を有します。項目またはツールが過酷な環境で動作するように設計された場合、この要素のドーピングは著しく腐食に対する耐性を増加させます。耐熱性及び耐熱自体：耐熱性ニッケル基材料は、以下のグループに分けられます。後者はまた、最小の耐熱特性を有していなければなりません。動作温度は1200℃に達しますさらに、クロムやチタンを投与。特徴的に、鋼、ニッケル合金は、従って、より多くの粒界が強化され、バリウム、マグネシウム、ホウ素などの不純物の微量を有します。このタイプの超合金は、鍛造、ロールの形でご利用いただけます。また、可能引き潮の詳細です。アプリケーションのメイン領域 - ガスタービン部品を製造します。耐熱性ニッケル基合金は、組成物を有し、最大30％のクロム。彼らは、かなりよくスタンプに溶接されています。また、スケーリング抵抗が高くなります。これは、ガスパイプラインシステムでそれらを使用することが可能になります。
チタンと合金化した耐熱鋼
チタンは少量（0.3％まで）導入されます。 この場合、合金の強度が増加する。その含有量がはるかに多いと、いくらかの機械的特性が低下する（硬度、強度）。しかし、同時に可塑性が増します。これにより、鋼の加工が容易になる。他の成分と一緒にチタンを導入すると、耐熱性を大幅に向上させることができる。積極的な環境で作業する必要がある場合（特に設計に溶接が必要な場合）には、この化学元素によるドーピングが正当化されます。
コバルト合金
大量のコバルト（最大80％）が純粋な形ではめったに使用されないので、耐熱性および耐熱性合金などの材料を製造する。その導入は、高温での作業に対する耐性だけでなく、可塑性を増加させる。そしてそれが高ければ高いほど、合金中に導入されるコバルトの量が高くなる。一部のブランドでは、そのコンテンツが30％に達しています。このような鋼の別の特徴は、磁気特性の改善である。しかしながら、コバルトの高コストのために、その使用はかなり制限されている。
高温合金に及ぼすモリブデンの影響
この化学元素は、高温での材料の強度に大きな影響を及ぼす。
その他の特殊鋼および合金
特定のタスクを実行するには、特定の特性を有する材料。このように、ドープと炭素の両方が可能な特殊合金の使用について話すことができます。後者では、要求される特性のセットは、合金の製造およびその処理が特別な技術の背後で行われるという事実により達成される。さらに特別な合金や鋼は、構造と工具に分かれています。このタイプの材料の主な仕事の中には、腐食プロセスおよび摩耗に対する耐性、攻撃的な環境で働く能力、増加した機械的特性を特定することができる。このカテゴリには、耐熱鋼および高い動作温度を有する合金の両方が含まれ、-296℃まで耐えることができる極低温鋼が含まれる。
工具鋼
プロダクションの製造ツール用特別な工具鋼が使用される。異なる材料の労働条件も個別に選択されているという事実によります。彼らは外部の不純物から自由でなければならない、脱酸工程の介在物が十分に行われ、かつ均質な構造：楽器はかなり高い要件、および必要に応じてそれらの生産のための合金の特性なので。楽器を測定するためには、安定した性能を持っており、摩耗に耐えることが重要です。それらは、高温（エッジ加熱が発生する）、一定の摩擦や変形で動作すること、切削工具といえば。そのため、彼らのためには、加熱されたとき、主硬さを保つことが非常に重要です。もう一つの種類の工具鋼は高速です。基本的にはタングステンがドープされている。硬度は約600℃の温度に維持される。スタンピング鋼もあります。それらは熱変形と冷間変形の両方のために設計されています。
特殊用途用合金の適用分野
合金との特別な特性が設定します。理由は、その優れた品質の、彼らはエンジニアリング、建設、石油業界では不可欠です。耐熱性及び耐熱合金は、タービンの部品、自動車用部品の製造に使用されます。高い防錆機能を持つ鋼は、パイプ、キャブレターの針、ディスク、化学業界の様々な要素の生産のために不可欠です。鉄道、バケツ、キャタピラ輸送用レール - このすべての基本は、耐摩耗性鋼です。ボルト、ねじ、オートマトン合金を用いる同様のアイテムの大量生産に。スプリングは十分に弾力性と耐久性でなければなりません。そのため、それらの材料は、ばね鋼です。この品質を改善するためには、さらに、クロム、モリブデンと合金化されます。特定の特性の組を有するすべての特殊合金鋼とは、以前に非鉄金属を使用する部品のコストを低減することができます。
</ p>
