गर्मी प्रतिरोधी स्टील उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च तापमान ताकत वाले स्टील को संदर्भित करता है। उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध यह सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण शर्त है कि वर्कपीस उच्च तापमान पर लंबे समय तक काम करता है। उच्च तापमान वाली हवा जैसे ऑक्सीकरण वाले वातावरण में, ऑक्सीजन स्टील की सतह के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करके विभिन्न प्रकार की आयरन ऑक्साइड परतें बनाती है। ऑक्साइड परत बहुत ढीली होती है, स्टील की मूल विशेषताओं को खो देती है और आसानी से गिर जाती है। स्टील के उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए, ऑक्साइड संरचना को बदलने के लिए स्टील में मिश्र धातु तत्व जोड़े जाते हैं। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मिश्रधातु तत्व क्रोमियम, निकल, क्रोमियम, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम इत्यादि हैं। स्टील का उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध केवल रासायनिक संरचना से संबंधित है।
उच्च तापमान शक्ति का तात्पर्य उच्च तापमान पर लंबे समय तक यांत्रिक भार को बनाए रखने की स्टील की क्षमता से है। उच्च तापमान पर यांत्रिक भार के तहत स्टील के दो मुख्य प्रभाव होते हैं। एक है नरमी, यानी बढ़ते तापमान के साथ ताकत कम हो जाती है। दूसरा है रेंगना, अर्थात, निरंतर तनाव की क्रिया के तहत, समय के साथ प्लास्टिक विरूपण की मात्रा धीरे-धीरे बढ़ती है। उच्च तापमान पर स्टील का प्लास्टिक विरूपण इंट्राग्रेन्युलर स्लिप और ग्रेन बाउंड्री स्लिप के कारण होता है। स्टील की उच्च तापमान शक्ति में सुधार के लिए, आमतौर पर मिश्रधातु विधियों का उपयोग किया जाता है। अर्थात्, परमाणुओं के बीच बंधन बल को बेहतर बनाने और एक अनुकूल संरचना बनाने के लिए स्टील में मिश्रधातु तत्व मिलाए जाते हैं। क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, वैनेडियम, टाइटेनियम इत्यादि जोड़ने से स्टील मैट्रिक्स को मजबूत किया जा सकता है, पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान बढ़ सकता है, और मजबूत चरण कार्बाइड या इंटरमेटेलिक यौगिक, जैसे सीआर 23 सी 6, वीसी, टीआईसी इत्यादि भी बना सकते हैं। ये मजबूत चरण हैं उच्च तापमान पर स्थिर रहते हैं, घुलते नहीं हैं, बढ़ने के लिए एकत्रित नहीं होते हैं और अपनी कठोरता बनाए रखते हैं। निकेल मुख्य रूप से प्राप्त करने के लिए मिलाया जाता हैऑस्टेनाईट austenite. ऑस्टेनाइट में परमाणु फेराइट की तुलना में अधिक सघन रूप से व्यवस्थित होते हैं, परमाणुओं के बीच बंधन बल अधिक मजबूत होता है और परमाणुओं का प्रसार अधिक कठिन होता है। इसलिए, ऑस्टेनाइट की उच्च तापमान शक्ति बेहतर है। यह देखा जा सकता है कि गर्मी प्रतिरोधी स्टील की उच्च तापमान ताकत न केवल रासायनिक संरचना से संबंधित है, बल्कि सूक्ष्म संरचना से भी संबंधित है।
उच्च मिश्र धातु गर्मी प्रतिरोधीस्टील कास्टिंगउन अवसरों पर व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जहां काम करने का तापमान 650℃ से अधिक हो जाता है। गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग उन स्टील्स को संदर्भित करती है जो उच्च तापमान पर काम करते हैं। गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग का विकास विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों जैसे बिजली स्टेशनों, बॉयलर, गैस टर्बाइन, आंतरिक दहन इंजन और एयरो इंजन की तकनीकी प्रगति से निकटता से संबंधित है। विभिन्न मशीनों और उपकरणों द्वारा उपयोग किए जाने वाले विभिन्न तापमानों और तनावों के साथ-साथ विभिन्न वातावरणों के कारण, उपयोग किए जाने वाले स्टील के प्रकार भी भिन्न होते हैं।
स्टेनलेस स्टील के समतुल्य ग्रेड | |||||||||
| समूह | ऐसी | डब्ल्यू-स्टॉफ़ | शोर | BS | SS | AFNOR | यूएनई/आईएचए | जिस | विश्वविद्यालय |
| मार्टेंसिटिक और फेरिटिक स्टेनलेस स्टील | 420 सी | 1,4034 | X43Cr16 | ||||||
| 440 बी/1 | 1,4112 | X90 करोड़ मो V18 | |||||||
| - | 1.2083 | X42 करोड़ 13 | - | 2314 | जेड 40 सी 14 | एफ.5263 | एसयूएस 420 जे1 | - | |
| 403 | 1.4000 | X6Cr13 | 403 एस 17 | 2301 | जेड 6 सी 13 | एफ.3110 | एसयूएस 403 | X6Cr13 | |
| (410एस) | 1.4001 | X7 करोड़ 14 | (403 एस17) | 2301 | जेड 8 सी 13 | एफ.3110 | एसयूएस 410 एस | X6Cr13 | |
| 405 | 1.4002 | X6 CrAl 13 | 405 एस 17 | - | जेड 8 सीए 12 | एफ.3111 | एसयूएस 405 | X6 CrAl 13 | |
| 416 | 1.4005 | X12 सीआरएस 13 | 416 एस 21 | 2380 | जेड 11 सीएफ 13 | एफ.3411 | एसयूएस 416 | X12CrS13 | |
| 410 | 1.4006 | एक्स 10 करोड़ 13 | 410 एस21 | 2302 | जेड 10 सी 14 | एफ.3401 | एसयूएस 410 | X12Cr13 | |
| 430 | 1.4016 | X6 करोड़ 17 | 430 एस 17 | 2320 | जेड 8 सी 17 | एफ.3113 | एसयूएस 430 | X8Cr17 | |
| 420 | 1.4021 | X20 करोड़ 13 | 420 एस 37 | 2303 | जेड 20 सी 13 | एफ.3402 | एसयूएस 420 जे1 | X20Cr13 | |
| 420F | 1.4028 | X30 करोड़ 13 | 420 एस 45 | (2304) | जेड 30 सी 13 | एफ.3403 | एसयूएस 420 जे2 | X30Cr13 | |
| (420) | 1.4031 | X39Cr13 | 420 एस 45 | (2304) | जेड 40 सी 14 | एफ.3404 | (एसयूएस 420 जे1) | - | |
| 431 | 1.4057 | X20 CrNi 17 2 | 431 एस 29 | 2321 | जेड 15 सीएनआई 16.02 | एफ.3427 | एसयूएस 431 | X16CrNi16 | |
| 430F | 1.4104 | X12 CrMoS 17 | - | 2383 | जेड 10 सीएफ 17 | एफ.3117 | एसयूएस 430 एफ | X10CrS17 | |
| 434 | 1.4113 | X6 CrMo 17 | 434 एस 17 | 2325 | जेड 8 सीडी 17.01 | - | एसयूएस 434 | X8CrMo17 | |
| 430Ti | 1.4510 | एक्स6 सीआरटीआई 17 | - | - | जेड 4 सीटी 17 | - | एसयूएस 430 एलएक्स | X6CrTi17 | |
| 409 | 1.4512 | X5 CrTi 12 | 409 एस 17 | - | जेड 6 सीटी 12 | - | एसयूएच 409 | X6CrTi12 | |
| ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील | 304 | 1.4301 | X5 CrNi 18 9 | 304 एस 15 | 2332 | जेड 6 सीएन 18.09 | एफ.3551 | एसयूएस 304 | X5CrNi18 10 |
| 305 | 1.4303 | X5 CrNi 18 12 | 305 एस 19 | - | जेड 8 सीएन 18.12 | - | एसयूएस 305 | X8CrNi19 10 | |
| 303 | 1.4305 | X12 CrNiS 18 8 | 303 एस 21 | 2346 | जेड 10 सीएनएफ 18.09 | एफ.3508 | एसयूएस 303 | X10CrNiS 18 09 | |
| 304 L | 1.4306 | X2 CrNiS 18 9 | 304 एस 12 | 2352 | जेड 2 सीएन 18.10 | एफ.3503 | एसयूएस 304एल | X2CrNi18 11 | |
| 301 | 1.4310 | X12 CrNi 17 7 | - | 2331 | जेड 12 सीएन 17.07 | एफ.3517 | एसयूएस 301 | X12CrNi17 07 | |
| 304 | 1.4350 | X5 CrNi 18 9 | 304 एस 31 | 2332 | जेड 6 सीएन 18.09 | एफ.3551 | एसयूएस 304 | X5CrNi18 10 | |
| 304 | 1.4350 | X5 CrNi 18 9 | 304 एस 31 | 2333 | जेड 6 सीएन 18.09 | एफ.3551 | एसयूएस 304 | X5CrNi18 10 | |
| 304LN | 1.4311 | X2 CrNiN 18 10 | 304 एस 62 | 2371 | जेड 2 सीएन 18.10 | - | एसयूएस 304 एलएन | - | |
| 316 | 1.4401 | X5 CrNiMo 18 10 | 316 एस 16 | 2347 | जेड 6 सीएनडी 17.11 | एफ.3543 | एसयूएस 316 | X5CrNiMo17 12 | |
| 316एल | 1.4404 | - | 316 एस 12/13/14/22/24 | 2348 | जेड 2 सीएनडी 17.13 | SUS316L | X2CrNiMo17 12 | ||
| 316LN | 1.4429 | X2 CrNiMoN 18 13 | - | 2375 | जेड 2 सीएनडी 17.13 | - | एसयूएस 316 एलएन | - | |
| 316एल | 1.4435 | X2 CrNiMo 18 12 | 316 एस 12/13/14/22/24 | 2353 | जेड 2 सीएनडी 17.13 | - | SUS316L | X2CrNiMo17 12 | |
| 316 | 1.4436 | - | 316 एस 33 | 2343 | जेड 6 सीएनडी18-12-03 | - | - | X8CrNiMo 17 13 | |
| 317एल | 1.4438 | X2 CrNiMo 18 16 | 317 एस 12 | 2367 | जेड 2 सीएनडी 19.15 | - | एसयूएस 317 एल | X2CrNiMo18 16 | |
| 329 | 1.4460 | X3 CrNiMoN 27 5 2 | - | 2324 | Z5 CND 27.05.Az | एफ.3309 | एसयूएस 329 जे1 | - | |
| 321 | 1.4541 | X10 CrNiTi 18 9 | 321 एस 12 | 2337 | जेड 6 सीएनडी 18.10 | एफ.3553 | एसयूएस 321 | X6CrNiTi18 11 | |
| 347 | 1.4550 | X10 CrNiNb 18 9 | 347 एस 17 | 2338 | जेड 6 सीएनएनबी 18.10 | एफ.3552 | एसयूएस 347 | X6CrNiNb18 11 | |
| 316ति | 1.4571 | X10 CrNiMoTi 18 10 | 320 एस 17 | 2350 | जेड 6 सीएनडीटी 17.12 | एफ.3535 | - | X6CrNiMoTi 17 12 | |
| 309 | 1.4828 | X15 CrNiSi 20 12 | 309 एस 24 | - | जेड 15 सीएनएस 20.12 | - | एसयूएच 309 | X16 CrNi 24 14 | |
| 330 | 1.4864 | X12 NiCrSi 36 16 | - | - | जेड 12 एनसीएस 35.16 | - | एसयूएच 330 | - | |
| डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील | S32750 | 1.4410 | एक्स 2 सीआरएनआईएमओएन 25 7 4 | - | 2328 | Z3 CND 25.06 Az | - | - | - |
| S31500 | 1.4417 | X 2 CrNiMoSi 19 5 | - | 2376 | Z2 CND 18.05.03 | - | - | - | |
| एस31803 | 1.4462 | एक्स 2 सीआरएनआईएमओएन 22 5 3 | - | 2377 | जेड 3 सीएनडी 22.05 (एज़) | - | - | - | |
| S32760 | 1.4501 | X 3 CrNiMoN 25 7 | - | - | जेड 3 सीएनडी 25.06 एज़ | - | - | - | |
| 630 | 1.4542 | X5CrNiCNb16-4 | - | - | - | - | - | - | |
| ए564/630 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
विभिन्न देशों में गर्मी प्रतिरोधी कच्चा इस्पात के मानक
1) चीनी मानक
जीबी/टी 8492-2002 "गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग के लिए तकनीकी स्थितियां" विभिन्न गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील्स के ग्रेड और कमरे के तापमान यांत्रिक गुणों को निर्दिष्ट करती है।
2) यूरोपीय मानक
EN 10295-2002 गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील मानकों में ऑस्टेनिटिक गर्मी प्रतिरोधी स्टेनलेस स्टील, फेरिटिक गर्मी प्रतिरोधी स्टेनलेस स्टील और ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक डुप्लेक्स गर्मी प्रतिरोधी स्टेनलेस स्टील, साथ ही निकल-आधारित मिश्र धातु और कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु शामिल हैं।
3) अमेरिकी मानक
एएनएसआई/एएसटीएम 297-2008 "सामान्य औद्योगिक आयरन-क्रोमियम, आयरन-क्रोमियम-निकल हीट-प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग" में निर्दिष्ट रासायनिक संरचना स्वीकृति का आधार है, और यांत्रिक प्रदर्शन परीक्षण केवल तभी किया जाता है जब खरीदार इसके लिए अनुरोध करता है। ऑर्डर देने का समय. गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील से जुड़े अन्य अमेरिकी मानकों में एएसटीएम ए447/ए447एम-2003 और एएसटीएम ए560/560एम-2005 शामिल हैं।
4) जर्मन मानक
डीआईएन 17465 में "हीट-रेसिस्टेंट स्टील कास्टिंग्स के लिए तकनीकी स्थितियां", रासायनिक संरचना, कमरे के तापमान पर यांत्रिक गुण, और विभिन्न गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील ग्रेड के उच्च तापमान यांत्रिक गुणों को अलग से निर्दिष्ट किया गया है।
5) जापानी मानक
JISG5122-2003 "हीट-प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग" में ग्रेड मूल रूप से अमेरिकी मानक एएसटीएम के समान हैं।
6) रूसी मानक
GOST 977-1988 में 19 गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील ग्रेड निर्दिष्ट हैं, जिनमें मध्यम-क्रोमियम और उच्च-क्रोमियम गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स शामिल हैं।
गर्मी प्रतिरोधी स्टील के सेवा जीवन पर रासायनिक संरचना का प्रभाव
ऐसे कई प्रकार के रासायनिक तत्व हैं जो गर्मी प्रतिरोधी स्टील के सेवा जीवन को प्रभावित कर सकते हैं। ये प्रभाव संरचना की स्थिरता को बढ़ाने, ऑक्सीकरण को रोकने, ऑस्टेनाइट को बनाने और स्थिर करने और जंग को रोकने में प्रकट होते हैं। उदाहरण के लिए, दुर्लभ पृथ्वी तत्व, जो गर्मी प्रतिरोधी स्टील में ट्रेस तत्व हैं, स्टील के ऑक्सीकरण प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकते हैं और थर्मोप्लास्टिकिटी को बदल सकते हैं। गर्मी प्रतिरोधी स्टील और मिश्र धातुओं की मूल सामग्री आम तौर पर अपेक्षाकृत उच्च पिघलने बिंदु, उच्च आत्म-प्रसार सक्रियण ऊर्जा या कम स्टैकिंग दोष ऊर्जा के साथ धातुओं और मिश्र धातुओं का चयन करती है। विभिन्न गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स और उच्च तापमान मिश्र धातुओं की गलाने की प्रक्रिया पर बहुत अधिक आवश्यकताएं होती हैं, क्योंकि स्टील में समावेशन या कुछ धातु संबंधी दोषों की उपस्थिति सामग्री की सहनशक्ति की सीमा को कम कर देगी।
गर्मी प्रतिरोधी स्टील के सेवा जीवन पर समाधान उपचार जैसी उन्नत तकनीक का प्रभाव
धातु सामग्री के लिए, विभिन्न ताप उपचार प्रक्रियाओं का उपयोग संरचना और अनाज के आकार को प्रभावित करेगा, जिससे थर्मल सक्रियण की कठिनाई की डिग्री बदल जाएगी। कास्टिंग विफलता के विश्लेषण में, ऐसे कई कारक हैं जो विफलता का कारण बनते हैं, मुख्य रूप से थर्मल थकान से दरार की शुरुआत और विकास होता है। तदनुसार, ऐसे कई कारक हैं जो दरारों की शुरुआत और प्रसार को प्रभावित करते हैं। उनमें से, सल्फर सामग्री अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि दरारें ज्यादातर सल्फाइड के साथ विकसित होती हैं। सल्फर की मात्रा कच्चे माल की गुणवत्ता और उनके गलाने से प्रभावित होती है। कास्टिंग के लिए जो हाइड्रोजन के सुरक्षात्मक वातावरण में काम करती है, यदि हाइड्रोजन में हाइड्रोजन सल्फाइड शामिल है, तो कास्टिंग को सल्फरयुक्त किया जाएगा। दूसरे, समाधान उपचार की पर्याप्तता कास्टिंग की ताकत और कठोरता को प्रभावित करेगी।
