Que tipo de aço é a maioria dos calor - resistente?

Em aplicações industriais que variam de motores aeroespaciais a turbinas de usina, a capacidade de suportar temperaturas extremas sem perder força, corroer ou deformação é crítica. O aço, uma liga de ferro e carbono, pode ser aprimorado com vários elementos para melhorar sua resistência ao calor, mas nem todos os aços têm um desempenho igualmente em calor alto. Ao avaliar a "resistência ao calor", os principais fatores incluem a capacidade de reter a resistência mecânica a temperaturas elevadas, resistir a oxidação (um modo de falha comum em calor alto) e evitar alterações estruturais como crescimento de grãos ou transformações de fase. Entre todos os tipos de aço, o calor austenítico - aços inoxidáveis ​​resistentes - especificamente aqueles ligados com altos níveis de cromo, níquel e elementos adicionais como molibdênio, tungsten ou niobium -}} são amplamente reconhecidos como os mais calorosos {6 -}}}}}
Aços inoxidáveis ​​austeníticos são inerentemente resistentes ao calor - devido à sua estrutura cristalina austenítica, que permanece estável em altas temperaturas (diferentemente dos aços ferríticos ou martensíticos, cujas estruturas podem se transformar e enfraquecer quando aquecidas). A adição de cromo (normalmente 16-26%) forma uma camada protetora de óxido de cromo na superfície, impedindo a oxidação mesmo em temperaturas de até 2.100 graus F (1.150 graus). O níquel (8 a 24%) estabiliza a estrutura austenítica, garantindo que o aço mantenha a ductilidade e a força quando expostas ao calor prolongado. Esses elementos básicos já superam os aços de carbono, que começam a suavizar acima de 600 graus F (315 graus) e oxidam rapidamente em temperaturas superiores a 1.000 graus F (538 graus).
Para empurrar a resistência ao calor ainda, os graus austeníticos avançados incorporam molibdênio (MO), tungstênio (W) e nióbio (NB). O molibdênio aumenta a força e a resistência à temperatura e a resistência à fluência - uma deformação gradual sob estresse constante a temperaturas elevadas -, enquanto o tungstênio reforça a resistência e a estabilidade à extrema temperatura. O nióbio forma carbonetos que prendem os limites dos grãos, impedindo o crescimento de grãos (que enfraquecem o aço) quando aquecidos por longos períodos. Um excelente exemplo é a liga 310 (UNS S31000), um cromo - aço austenítico de níquel com cromo de 25 a 28% e 19-22% de níquel. Pode operar continuamente a temperaturas de até 2.000 graus F (1.093 graus) e suportar a exposição a termo curta -} a 2.100 graus F (1.150 graus), tornando -o um grampo em forros de forno, trocadores de calor e componentes do forno.
Para temperaturas ainda mais altas, aços inoxidáveis ​​austeníticos com elementos adicionais de cobalto ou terras raras são projetadas para ambientes extremos. Essas super -operadoras, frequentemente classificadas como "calor -} superalias resistentes" (embora ainda baseadas na química do aço), podem tolerar o serviço contínuo a 2.200-2.400 graus F (1.200-1.315 graus). Por exemplo, alguns graus proprietários combinam 20 a 30% de cromo, 15 a 20% de níquel, 5 a 10% de cobalto e quantidades vestigiais de lantânio ou yttrio. O cobalto melhora a alta resistência à temperatura e a resistência à oxidação, enquanto os elementos da Terra Rara refinam a camada de óxido, tornando -o mais aderente e resistente à espalhamento (descamação) durante o ciclo térmico. Esses aços são críticos em aplicações aeroespaciais, como câmaras de combustão de motores a jato, onde as temperaturas podem exceder 1,093 graus de 2.000 graus por períodos prolongados.
Comparar outros tipos de aço destaca por que o calor austenítico - aços inoxidáveis ​​resistentes se destacam. Aços inoxidáveis ​​ferríticos, com 10 a 20% de cromo, mas pouco ou nenhum níquel, oferecem resistência moderada para a oxidação, mas não possuem a força de temperatura alta- dos graus austeníticos, amolecendo significativamente acima de 1.500 graus F (815 graus). Aços inoxidáveis ​​martensíticos, conhecidos por dureza e força à temperatura ambiente, perdem a maioria de suas propriedades mecânicas acima de 1.000 graus F (538 graus) e são propensas à oxidação devido ao menor teor de cromo. Aços de carbono, mesmo altos - variedades de carbono, são inadequados para calor alto - Eles oxidam rapidamente acima de 1.000 graus F (538 graus) e perdem a integridade estrutural acima de 1.200 graus F (649 graus).
Outra categoria, o níquel - baseado em superlloys, geralmente supera os aços em Ultra - altas temperaturas, mas não são classificadas como "aço" (como contêm pouco ou nenhum ferro). Austenítico Calor - Aços inoxidáveis ​​resistentes da ponte da lacuna entre os aços tradicionais e as super -alojas de níquel, oferecendo o custo do aço - eficácia e trabalhabilidade com resistência ao calor de superlloy próxima a-.
As principais aplicações do maior calor - aços inoxidáveis ​​austeníticos resistentes incluem:
• Fornos industriais: materiais de revestimento e elementos de aquecimento que operam em 1.800-2.200 graus F (982-1.204 graus).
• Turbinas a gás: componentes como invólucros de turbinas e coletores de escape, expostos a 1.500 a 2.000 graus F (815-15-1.093 graus) gasos.
• Processamento químico: reatores e manuseio de tubulações altos - fluidos corrosivos de temperatura, onde a oxidação e a resistência à fluência são críticas.
• Aeroespacial: peças do motor e escudos térmicos, exigindo força a 1.800 graus F (982 graus) e acima.
Em resumo, o tipo de aço resistente a mais calor - é alto - liga austenítica de calor - aço inoxidável resistente, formulado com alto cromo (16–26%), níquel (8 a 24%) e elementos adicionais como molicdenum, tungnum, tungn), níquel (8-24%) e adicionais como molicdenum, tungnum, tungnum, níquel (8-24%) e elementos adicionais como molicdenum, tungdenum, níquel (8-24%), e elementos adicionais como molicdenum, tungdenum, níquel. Esses aços retêm força, resistem a oxidação e mantêm a estabilidade estrutural a temperaturas de até 2.400 graus F (1.315 graus), superando os aços ferríticos, martensíticos e de carbono. Sua combinação única de estrutura austenítica, proteção da camada de óxido e resistência à fluência os torna indispensáveis ​​na alta mais exigente do mundo -} aplicações industriais de temperatura.