การหล่อเฟรมวัสดุเหล็กทนความร้อน: คุณสมบัติการใช้งานและคู่มือการเลือก

ความเข้าใจ การหล่อเหล็กทนความร้อนสำหรับเตาเผาอุตสาหกรรม

อะไรทำให้เหล็กเหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

การหล่อเฟรมวัสดุเหล็กทนความร้อน ออกแบบมาสำหรับเตาเผาอุตสาหกรรมต้องการคุณสมบัติทางโลหะวิทยาที่เป็นเอกลักษณ์เพื่อให้ทนต่อสภาวะสุดขั้ว โลหะผสมเฉพาะเหล่านี้รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 ° F (538 ° C) ในขณะที่ต่อต้านการเกิดออกซิเดชันการเปลี่ยนรูปแบบคืบและความเหนื่อยล้าจากความร้อน โดยทั่วไปแล้วองค์ประกอบจะรวมถึงโครเมียม (17-25%) นิกเกิล (8-20%) และมักจะเป็นซิลิคอนหรืออลูมิเนียมเพื่อสร้างชั้นออกไซด์ป้องกัน

ตะกร้าวัสดุเตาเผาอุตสาหกรรม

คุณสมบัติประสิทธิภาพที่สำคัญ

• ช่วงอุณหภูมิการบริการต่อเนื่อง: 1100-2000 ° F (593-1093 ° C)
• ความต้านทานออกซิเดชันผ่านการก่อตัวของชั้นพื้นผิว CR2O3
• ความแข็งแรงของการคืบรักษาไว้ที่ 90% ของความแข็งแรงของอุณหภูมิห้องสูงถึง 1,500 ° F (816 ° C)
• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายความร้อนระหว่าง 8-12 μm/m ·° C
• ช่วงความแข็งทั่วไป: 200-300 HB ในสภาพการอบอ่อน

การเปรียบเทียบเกรดทั่วไปสำหรับการใช้งานเตาเผา

การปรับให้เหมาะสม การออกแบบการหล่อเฟรมเหล็กอุณหภูมิสูง เพื่อความทนทาน

หลักการออกแบบสำหรับการจัดการความเครียดจากความร้อน

การสร้างมีประสิทธิภาพ การออกแบบการหล่อเฟรมเหล็กอุณหภูมิสูง ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับความแตกต่างของการขยายตัวทางความร้อนและจุดความเข้มข้นของความเครียด วิศวกรจะต้องคำนึงถึงการไล่ระดับสีที่ไม่เชิงเส้นที่เกิดขึ้นในระหว่างการทำความร้อนและรอบการทำความเย็น คุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญ ได้แก่ :

• การเปลี่ยนความหนาของผนังสม่ำเสมอ (อัตราส่วนสูงสุด 2: 1)
• รัศมีเนื้อใจกว้าง (ความหนาขั้นต่ำ 0.25 x ส่วน)
• การจัดวางกลยุทธ์การขยายตัวของข้อต่อ
• รูปแบบการแข็งตัวของทิศทางควบคุม
• มุมที่คมชัดลดลงและความเครียดทางเรขาคณิต

เกณฑ์การเลือกวัสดุ

เมื่อเลือกโลหะผสมสำหรับ การหล่อเฟรมวัสดุเหล็กทนความร้อน วิศวกรจะต้องประเมินปัจจัยหลายอย่าง:

การสำรวจ โลหะผสมเหล็กที่ทนต่อคืบสำหรับเฟรมการหล่อ

โลหะโลหะที่อยู่ด้านหลังการต้านทานคืบ

โลหะผสมเหล็กที่ทนต่อคืบสำหรับเฟรมการหล่อ บรรลุผลการปฏิบัติงานผ่านวิศวกรรมโครงสร้างจุลภาคที่ซับซ้อน กลไกหลัก ได้แก่ :

• การแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งด้วยทังสเตนหรือโมลิบดีนัม
• การตกตะกอนการชุบแข็งด้วย NBC หรือ tic carbides
• การรักษาเสถียรภาพของเขตแดนธัญพืชผ่านการเพิ่มโบรอน
• การเพิ่มความแข็งแกร่งของการเพิ่มความแข็งแกร่งด้วยออกไซด์ที่มีเสถียรภาพ

การพิจารณาประสิทธิภาพระยะยาว

เมื่อประเมินความต้านทานการคืบนักออกแบบจะต้องพิจารณาทั้งพารามิเตอร์ LARSON-Miller สำหรับความเท่าเทียมกันของอุณหภูมิเวลาและลักษณะการแตกของความเครียด ความคาดหวังชีวิตการออกแบบทั่วไปสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมมีอุณหภูมิตั้งแต่ 20,000 ถึง 100,000 ชั่วโมง ตารางด้านล่างเปรียบเทียบอัตราการคืบที่ 1500 ° F (816 ° C) สำหรับโลหะผสมทั่วไป:

การผลิต การหล่อการลงทุนเหล็กที่ทนความร้อน

กระบวนการคัดเลือกนักลงทุนสำหรับโลหะผสมอุณหภูมิสูง

การผลิต การหล่อการลงทุนเหล็กที่ทนความร้อน ต้องใช้เทคนิคโรงหล่อแบบพิเศษเพื่อให้ได้พื้นผิวที่ต้องการและความแม่นยำมิติ การไหลของกระบวนการมักจะรวมถึง:

1. การสร้างรูปแบบด้วยแว็กซ์หรือโพลีเมอร์พิมพ์ 3 มิติ
2. อาคารเปลือกเซรามิกที่มีชั้นเคลือบหลายชั้น
3. การยิงแม่พิมพ์ dewaxing และอุณหภูมิสูง
4. การหลอมโลหะผสมภายใต้บรรยากาศป้องกัน
5. การควบคุมอุณหภูมิเทแม่นยำ (± 25 ° F)
6. ควบคุมการระบายความร้อนในสื่อฉนวน

มาตรการควบคุมคุณภาพ

เมื่อพิจารณาถึงลักษณะสำคัญของส่วนประกอบเหล่านี้จะมีการใช้งานโปรโตคอลการตรวจสอบอย่างเข้มงวด:

• รังสีเอกซ์เรย์สำหรับข้อบกพร่องภายใน
• การทดสอบสีย้อมสำหรับรอยแตกพื้นผิว
• การวิเคราะห์ทางเคมีผ่าน OES spectroscopy
• การทดสอบเชิงกลที่ทั้งห้องและอุณหภูมิสูง
• การตรวจสอบมิติด้วยการสแกน CMM

การรักษา ส่วนประกอบโครงเหล็กที่ทนออกซิเดชั่น

กลไกป้องกันการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง

ส่วนประกอบโครงเหล็กที่ทนออกซิเดชั่น พึ่งพาระบบป้องกันการทำงานร่วมกันหลายระบบ การป้องกันเบื้องต้นคือการก่อตัวของชั้นโครเมียมออกไซด์ต่อเนื่อง (CR2O3) ที่ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคการแพร่กระจาย การป้องกันทุติยภูมิมาจาก:

• การเพิ่มอลูมิเนียมขึ้นรูป Al2O3 sublayers
• องค์ประกอบปฏิกิริยา (y, ce) ปรับปรุงการยึดเกาะขนาด
• ซิลิกอนโปรโมตฟิล์มพื้นผิวแก้ว
• ความขรุขระของพื้นผิวที่ควบคุมเพื่อการก่อตัวที่ดีที่สุด

กลยุทธ์การบำรุงรักษาสำหรับอายุการใช้งานที่ยาวนาน

การบำรุงรักษาที่เหมาะสมของการหล่อที่ทนต่อความร้อนสามารถยืดอายุการใช้งานได้ 2-3 ครั้ง แนวทางปฏิบัติที่แนะนำ ได้แก่ :