Propiedades físicas del acero resistente al calor.
Obviamente, la característica más destacada del acero resistente al calor es la resistencia a altas temperaturas, que puede mantener la forma normal de la pieza de trabajo y los requisitos de rendimiento laboral en un entorno de trabajo a alta temperatura. Entonces, además de la resistencia a altas temperaturas, ¿cuáles son las propiedades físicas básicas del acero resistente al calor? Ahora los enumeraremos uno por uno.
Resistencia a la corrosión a altas temperaturas del acero resistente al calor.
El acero resistente al calor a menudo funciona en un ambiente corrosivo complejo de alta temperatura. La resistencia a la corrosión a altas temperaturas es un requisito de rendimiento muy importante del acero resistente al calor. La corrosión a alta temperatura es la reacción de materiales con diversos ambientes gaseosos a altas temperaturas. Las principales formas de corrosión de gases a alta temperatura son: oxidación a alta temperatura, vulcanización, nitruración, carbonización y otras formas. Además, hay ropa de sales fundidas a alta temperatura y corrosión de metales líquidos a alta temperatura.
Las propiedades físicas del acero resistente al calor son resistentes a la oxidación a alta temperatura.
Cuando la afinidad entre el metal y el oxígeno es grande y la solubilidad del oxígeno en el cromo cristalino alcanza la saturación, se forman nitruros en la superficie del metal. Una vez que se forma una película de óxido, la continuación del proceso de oxidación dependerá de dos factores: (a) la velocidad de reacción en la interfaz, incluida la velocidad de reacción en la interfaz metal/óxido y la interfaz óxido/gas; (b) la velocidad de difusión del material que participa en la reacción a través de la película de óxido. En general, cuando la superficie del metal reacciona inicialmente con el oxígeno para producir una película de óxido extremadamente delgada, la reacción de interfaz juega un papel principal, es decir, la reacción de interfaz es el factor que controla la formación de la película de óxido. Sin embargo, con el crecimiento de la película de óxido, el proceso de difusión jugará gradualmente un papel cada vez más importante como factor de control de la oxidación continua. La película de óxido formada en la superficie del metal es generalmente sólida, pero según la naturaleza de la película de óxido, a temperaturas más altas, algunos óxidos metálicos son líquidos y otros gaseosos.
Se añaden cromo, aluminio, silicio y elementos de tierras raras al acero resistente al calor para formar una película protectora de óxido completa y densa con oxígeno. La aplicación de recubrimiento sobre la superficie del metal también es un método importante para mejorar la resistencia a la oxidación a alta temperatura. Por ejemplo, la aluminización, la siliconación o el cromo-aluminio y la cromo-siliconización en la superficie del acero resistente al calor tienen importantes efectos antioxidantes.
Propiedades físicas de los aceros resistentes al calor resistentes a la vulcanización a alta temperatura.
La vulcanización a alta temperatura es una forma más grave de corrosión a alta temperatura que la oxidación pura, porque la película de sulfuro tiene una mayor concentración de defectos que la película de óxido y es más propensa a agrietarse y descascarillarse, especialmente el bajo punto de fusión del sulfuro, el alto nivel de vapor. presión y bajo punto eutéctico de la mayoría de los sulfuros. Durante la vulcanización, la existencia de azufre tiene un efecto sobre la tasa de vulcanización a alta temperatura. El azufre en fase de vapor puede estar en forma de vapor de azufre, dióxido de azufre, trióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno y sulfuro orgánico. Cuando hay azufre y oxígeno al mismo tiempo, a menudo se forma una capa mixta de óxido y sulfuros en la superficie del metal, que es más protectora que los sulfuros producidos en H2S o azufre orgánico y vapores de azufre.
Dado que la vulcanización es similar a la oxidación, la teoría básica de la oxidación y las medidas básicas de la oxidación textil son aplicables a la vulcanización. Agregar cromo, aluminio, silicio y otros elementos de aleación al acero puede prevenir o ralentizar hasta cierto punto la vulcanización a alta temperatura.
Propiedades físicas de los aceros resistentes al calor frente a la nitruración a alta temperatura.
La nitruración es diferente de la oxidación y la vulcanización, y su forma de falla también es diferente. Durante la nitruración, el producto final pueden ser todas capas de nitruro, pero la resistencia a la corrosión de la capa es pobre en solución acuosa, o la plasticidad del metal se reduce debido a la difusión de nitrógeno en el metal, y cuando una capa de nitruro continua no puede formarse en la superficie del metal, la capa es muy verde. Por lo tanto, casi no se produce ningún efecto protector sobre la base. Por lo tanto, una vez que se forma nitruración en la superficie del metal, el rendimiento general del material metálico se reducirá significativamente.
El hierro, el cromo, el aluminio, el titanio y otros elementos son fáciles de formar nitruros; El níquel, el cobre y otros elementos no forman nitruros estables ni siquiera a altas temperaturas. Por tanto, el níquel, el cobre y otros elementos tienen un efecto inhibidor de la nitruración. En una atmósfera mixta (como una atmósfera que contiene azufre), el níquel no puede inhibir la nitruración debido a su fácil vulcanización. Sin embargo, en la ingeniería práctica, el material con alto contenido de níquel-cromo sigue siendo el mejor material para resistir la nitruración a alta temperatura. La preoxidación del material tiene cierto efecto en la mejora de su resistencia a la oxidación, especialmente en el caso del acero inoxidable resistente al calor.
