Đóng khung khung vật liệu bằng thép kháng nhiệt: Thuộc tính, ứng dụng và hướng dẫn lựa chọn

Sự hiểu biết Đúc thép chống nhiệt cho lò công nghiệp

Điều gì làm cho thép phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao?

Đóng khung khung vật liệu bằng thép chịu nhiệt Được thiết kế cho các lò công nghiệp đòi hỏi các đặc tính luyện kim độc đáo để chịu được điều kiện khắc nghiệt. Các hợp kim chuyên dụng này duy trì tính toàn vẹn cấu trúc ở nhiệt độ vượt quá 1000 ° F (538 ° C) trong khi chống lại quá trình oxy hóa, biến dạng leo và mệt mỏi nhiệt. Thành phần thường bao gồm crom (17-25%), niken (8-20%) và thường là silicon hoặc nhôm để tạo thành các lớp oxit bảo vệ.

Vật liệu vật liệu lò nung lò công nghiệp

Đặc điểm hiệu suất chính

• Phạm vi nhiệt độ dịch vụ liên tục: 1100-2000 ° F (593-1093 ° C)
• Điện trở oxy hóa thông qua sự hình thành lớp bề mặt CR2O3
• Độ bền của creep duy trì ở 90% cường độ nhiệt độ phòng lên tới 1500 ° F (816 ° C)
• Hệ số giãn nở nhiệt trong khoảng 8-12 μm/m · ° C
• Phạm vi độ cứng điển hình: 200-300 HB trong điều kiện ủ

So sánh các lớp phổ biến cho các ứng dụng lò

Tối ưu hóa Thiết kế đúc khung thép nhiệt độ cao cho độ bền

Nguyên tắc thiết kế để quản lý căng thẳng nhiệt

Tạo hiệu quả Thiết kế đúc khung thép nhiệt độ cao Yêu cầu xem xét cẩn thận các điểm khác biệt mở rộng nhiệt và điểm tập trung ứng suất. Các kỹ sư phải giải thích cho các độ dốc nhiệt độ phi tuyến xảy ra trong cả chu kỳ sưởi ấm và làm mát. Các tính năng thiết kế chính bao gồm:

• Chuyển đổi độ dày thành đồng đều (tỷ lệ tối đa 2: 1)
• Radii phi lê hào phóng (độ dày tối thiểu 0,25 x)
• Vị trí chiến lược của các khớp mở rộng
• Các mô hình hóa rắn định hướng được kiểm soát
• Các góc sắc nét và tăng ứng suất hình học

Tiêu chí lựa chọn vật liệu

Khi chọn hợp kim cho Đóng khung khung vật liệu bằng thép chịu nhiệt , Kỹ sư phải đánh giá nhiều yếu tố:

Khám phá Hợp kim thép chống creep cho khung đúc

Luyện kim đằng sau khả năng chống leo

Hợp kim thép chống creep cho khung đúc đạt được hiệu suất của họ thông qua kỹ thuật vi cấu trúc tinh vi. Các cơ chế chính bao gồm:

• Tăng cường dung dịch rắn bằng vonfram hoặc molypden
• Lượng mưa cứng bằng NBC hoặc TIC cacbua
• Ổn định ranh giới hạt thông qua việc bổ sung boron
• Tăng cường phân tán với các oxit ổn định

Cân nhắc hiệu suất dài hạn

Khi đánh giá điện trở creep, các nhà thiết kế phải xem xét cả tham số Larson-Miller cho sự tương đương ở nhiệt độ thời gian và các đặc điểm vỡ ứng suất. Kỳ vọng thiết kế điển hình cho các ứng dụng công nghiệp dao động từ 20.000 đến 100.000 giờ ở nhiệt độ. Bảng dưới đây so sánh tốc độ creep ở 1500 ° F (816 ° C) cho các hợp kim phổ biến:

Chế tạo Đúc đầu tư bằng thép chống nhiệt

Quy trình đúc đầu tư cho hợp kim nhiệt độ cao

Sản xuất Đúc đầu tư bằng thép chống nhiệt Yêu cầu các kỹ thuật đúc chuyên dụng để đạt được độ chính xác hoàn thiện bề mặt và chiều cần thiết. Lưu lượng quy trình thường bao gồm:

1. Tạo mẫu với polyme in sáp hoặc 3D
2. Tòa nhà vỏ gốm với nhiều lớp phủ
3. Khử nhờn và bắn khuôn ở nhiệt độ cao
4. Hợp kim tan chảy trong bầu không khí bảo vệ
5. Kiểm soát nhiệt độ đổ chính xác (± 25 ° F)
6. Làm mát có kiểm soát trong phương tiện cách điện

Các biện pháp kiểm soát chất lượng

Với tính chất quan trọng của các thành phần này, các giao thức kiểm tra nghiêm ngặt được thực hiện:

• X quang tia X cho các khuyết tật nội bộ
• Thử nghiệm thâm nhập thuốc nhuộm cho các vết nứt bề mặt
• Phân tích hóa học thông qua quang phổ OES
• Kiểm tra cơ học ở cả phòng và nhiệt độ cao
• Xác minh kích thước với quét CMM

Duy trì Các thành phần khung thép kháng oxy hóa

Cơ chế bảo vệ chống ăn mòn nhiệt độ cao

Các thành phần khung thép kháng oxy hóa dựa vào một số hệ thống bảo vệ hiệp đồng. Bảo vệ chính là sự hình thành của một lớp oxit crom liên tục, tuân thủ (CR2O3) hoạt động như một hàng rào khuếch tán. Bảo vệ thứ cấp đến từ:

• Bổ sung nhôm tạo thành Al2O3 Sublayers
• Các yếu tố phản ứng (Y, CE) Cải thiện độ bám dính quy mô
• Silicon quảng bá phim bề mặt thủy tinh
• Độ nhám bề mặt được kiểm soát để hình thành quy mô tối ưu

Chiến lược bảo trì cho tuổi thọ dài

Việc duy trì đúng cách các vật đúc chịu nhiệt có thể kéo dài tuổi thọ dịch vụ gấp 2-3 lần. Thực tiễn được đề xuất bao gồm: