Fundição de aço resistente ao calor por processo de fundição por investimento

Aço resistente ao calor refere-se ao aço com resistência à oxidação de alta temperatura e resistência a alta temperatura.A resistência à oxidação em alta temperatura é uma condição importante para garantir que a peça trabalhe por um longo tempo em alta temperatura.Em um ambiente oxidante, como o ar de alta temperatura, o oxigênio reage quimicamente com a superfície do aço para formar uma variedade de camadas de óxido de ferro.A camada de óxido é muito solta, perde as características originais do aço e é fácil de cair.A fim de melhorar a resistência à oxidação de alta temperatura do aço, elementos de liga são adicionados ao aço para alterar a estrutura do óxido.Os elementos de liga comumente usados ​​são cromo, níquel, cromo, silício, alumínio e assim por diante.A resistência à oxidação de alta temperatura do aço está relacionada apenas à composição química.

A resistência a altas temperaturas refere-se à capacidade do aço de sustentar cargas mecânicas por um longo tempo em altas temperaturas.Existem dois efeitos principais do aço sob carga mecânica em alta temperatura.Uma delas é o amolecimento, ou seja, a resistência diminui com o aumento da temperatura.A segunda é a fluência, ou seja, sob a ação de uma tensão constante, a quantidade de deformação plástica aumenta lentamente com o tempo.A deformação plástica do aço a alta temperatura é causada por deslizamento intragranular e deslizamento no contorno de grão.Para melhorar a resistência do aço a altas temperaturas, geralmente são usados ​​métodos de liga.Ou seja, elementos de liga são adicionados ao aço para melhorar a força de ligação entre os átomos e formar uma estrutura favorável.A adição de cromo, molibdênio, tungstênio, vanádio, titânio, etc., pode fortalecer a matriz de aço, aumentar a temperatura de recristalização e também pode formar carbonetos de fase de fortalecimento ou compostos intermetálicos, como Cr23C6, VC, TiC, etc. Essas fases de fortalecimento são estáveis ​​em altas temperaturas, não se dissolvem, não se agregam para crescer e mantêm sua dureza.O níquel é adicionado principalmente para obteraustenita.Os átomos na austenita são arranjados mais apertados que a ferrita, a força de ligação entre os átomos é mais forte e a difusão dos átomos é mais difícil.Portanto, a resistência a altas temperaturas da austenita é melhor.Pode-se observar que a resistência a altas temperaturas do aço resistente ao calor não está apenas relacionada à composição química, mas também à microestrutura.

Alta liga resistente ao calorfundidos de açosão amplamente utilizados em ocasiões onde a temperatura de trabalho excede 650℃.As fundições de aço resistentes ao calor referem-se a aços que trabalham em altas temperaturas.O desenvolvimento de fundidos de aço resistentes ao calor está intimamente relacionado ao progresso tecnológico de vários setores industriais, como centrais elétricas, caldeiras, turbinas a gás, motores de combustão interna e motores aeronáuticos.Devido às diferentes temperaturas e tensões utilizadas por várias máquinas e dispositivos, bem como diferentes ambientes, os tipos de aço utilizados também são diferentes.

Padrões de aço fundido resistente ao calor em diferentes países
1) Padrão Chinês
GB/T 8492-2002 "Condições Técnicas para Fundições de Aço Resistentes ao Calor" especifica os graus e propriedades mecânicas à temperatura ambiente de vários aços fundidos resistentes ao calor.
2) Padrão Europeu
Os padrões de aço fundido resistente ao calor EN 10295-2002 incluem aço inoxidável resistente ao calor austenítico, aço inoxidável resistente ao calor ferrítico e aço inoxidável resistente ao calor duplex austenítico-ferrítico, bem como ligas à base de níquel e ligas à base de cobalto.
3) Padrões Americanos
A composição química especificada na ANSI/ASTM 297-2008 "Fundição de Aço Resistente ao Calor Ferro-Cromo, Ferro-Cromo-Níquel Industrial Geral" é a base para a aceitação, e o teste de desempenho mecânico só é realizado quando o comprador o solicita em a hora do pedido.Outros padrões americanos envolvendo aço fundido resistente ao calor incluem ASTM A447/A447M-2003 e ASTM A560/560M-2005.
4) Padrão Alemão
Na norma DIN 17465 "Condições Técnicas para Fundição de Aço Resistente ao Calor", a composição química, as propriedades mecânicas à temperatura ambiente e as propriedades mecânicas de alta temperatura de vários tipos de aço fundido resistente ao calor são especificadas separadamente.
5) Padrão Japonês
As classes em JISG5122-2003 "Fundição de aço resistente ao calor" são basicamente as mesmas do padrão americano ASTM.
6) Padrão Russo
Existem 19 graus de aço fundido resistentes ao calor especificados no GOST 977-1988, incluindo aços resistentes ao calor de cromo médio e alto cromo.

A influência da composição química na vida útil do aço resistente ao calor
Há uma grande variedade de elementos químicos que podem afetar a vida útil do aço resistente ao calor.Esses efeitos se manifestam no aumento da estabilidade da estrutura, prevenindo a oxidação, formando e estabilizando a austenita e prevenindo a corrosão.Por exemplo, elementos de terras raras, que são oligoelementos em aço resistente ao calor, podem melhorar significativamente a resistência à oxidação do aço e alterar a termoplasticidade.Os materiais básicos de aço e ligas resistentes ao calor geralmente escolhem metais e ligas com um ponto de fusão relativamente alto, alta energia de ativação de autodifusão ou baixa energia de falha de empilhamento.Vários aços resistentes ao calor e ligas de alta temperatura têm requisitos muito altos no processo de fundição, porque a presença de inclusões ou certos defeitos metalúrgicos no aço reduzirão o limite de resistência do material.

A influência da tecnologia avançada, como o tratamento da solução, na vida útil do aço resistente ao calor
Para materiais metálicos, o uso de diferentes processos de tratamento térmico afetará a estrutura e o tamanho do grão, alterando assim o grau de dificuldade de ativação térmica.Na análise da falha de fundição, existem muitos fatores que levam à falha, principalmente a fadiga térmica que leva ao início e desenvolvimento de trincas.Correspondentemente, há uma série de fatores que afetam a iniciação e propagação de trincas.Entre eles, o teor de enxofre é extremamente importante porque as trincas se desenvolvem principalmente ao longo de sulfetos.O teor de enxofre é afetado pela qualidade das matérias-primas e sua fundição.Para fundidos que trabalham sob uma atmosfera protetora de hidrogênio, se o sulfeto de hidrogênio estiver contido no hidrogênio, os fundidos serão sulfurados.Em segundo lugar, a adequação do tratamento da solução afetará a resistência e a tenacidade do fundido.