गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग और उनका गर्मी उपचार

गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग कच्चे माल के रूप में गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु इस्पात से डाले गए हिस्से हैं। उच्च तापमान की स्थिति में, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, पर्याप्त उच्च तापमान शक्ति और अच्छी गर्मी प्रतिरोध वाले स्टील को गर्मी प्रतिरोधी स्टील कहा जाता है। गर्मी प्रतिरोधी स्टील को उसके गुणों के अनुसार दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: ऑक्सीकरण प्रतिरोधी स्टील और गर्मी-शक्ति स्टील। एंटी-ऑक्सीडेशन स्टील को नॉन-स्किन्ड स्टील भी कहा जाता है। हॉट-स्ट्रेंथ स्टील से तात्पर्य उस स्टील से है जिसमें उच्च तापमान पर अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च उच्च तापमान की ताकत होती है। समान रासायनिक संरचना के मामले में, एज़-कास्ट अवस्था में रोल्ड अवस्था की तुलना में अधिक तापीय शक्ति होती है। गर्मी प्रतिरोधी स्टील के क्षेत्र में कास्ट गर्मी प्रतिरोधी स्टील भागों का एक बड़ा हिस्सा है।

कुछ उच्च-मिश्र धातु गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स को संसाधित करना और विकृत करना मुश्किल होता है। कास्टिंग का उत्पादन न केवल रोल्ड उत्पादों की तुलना में अधिक लागत प्रभावी है, बल्कि कास्टिंग में उच्च सहनशक्ति शक्ति भी होती है। इसलिए, गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील गर्मी प्रतिरोधी स्टील का काफी हिस्सा रखता है। रेत की ढलाई के अलावा, चिकनी सतहों और सटीक आयामों वाले उत्पाद प्राप्त करने के लिए सटीक ढलाई तकनीकों का भी उपयोग किया जा सकता है। केन्द्रापसारक कास्टिंग का उपयोग अक्सर सिंथेटिक अमोनिया और एथिलीन को तोड़ने के लिए उच्च तापमान भट्ठी ट्यूबों के लिए किया जाता है

सामान्यीकृत अवस्था में मेटलोग्राफिक संरचना के अनुसार, गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील को चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: पर्लाइट गर्मी प्रतिरोधी स्टील, मार्टेंसिटिक गर्मी प्रतिरोधी स्टील, फेरिटिक गर्मी प्रतिरोधी स्टील, और ऑस्टेनिटिक गर्मी प्रतिरोधी स्टील।

 

1. पर्लिटिक हीट-प्रतिरोधी कास्ट स्टील

पर्लाइट गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील के मिश्र धातु तत्व मुख्य रूप से क्रोमियम और मोलिब्डेनम हैं, और कुल मात्रा आम तौर पर 5% से अधिक नहीं होती है। इसकी संरचना में पर्लाइट और फेराइट के अलावा बैनाइट भी है। इस प्रकार के स्टील में 500-600℃ पर अच्छी उच्च तापमान शक्ति और प्रक्रिया प्रदर्शन होता है। इनका उपयोग व्यापक रूप से 600 ℃ से नीचे गर्मी प्रतिरोधी भागों को बनाने के लिए किया जाता है, जैसे बॉयलर स्टील पाइप, स्टीम टरबाइन इम्पेलर्स, रोटर्स, फास्टनरों, उच्च दबाव वाले जहाजों, पाइपलाइनों आदि। विशिष्ट ग्रेड हैं: 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12Cr2MoWVTiB, 10Cr2Mo1 , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV, आदि।

उच्च तापमान की स्थिति के तहत एक स्थिर संरचना, अच्छे व्यापक यांत्रिक गुणों और आवश्यक ताकत प्राप्त करने के लिए पर्लाइट गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग का ताप उपचार मुख्य रूप से सामान्यीकृत या शमन और तड़का लगाया जाता है।

 

2. मार्टेंसिटिक हीट-प्रतिरोधी कास्ट स्टील

मार्टेंसिटिक गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील की क्रोमियम सामग्री आम तौर पर 7-13% होती है। इसमें उच्च तापमान शक्ति, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और 650 ℃ से नीचे जल वाष्प संक्षारण प्रतिरोध है, लेकिन इसकी वेल्डेबिलिटी खराब है। 1Cr13, 2Cr13 में लगभग 12% क्रोमियम होता है, और इस आधार पर विकसित स्टील ग्रेड जैसे 1Cr11MoV, 1Cr12WMoV, 2Cr12WMoNbVB और अन्य मिश्र धातु का उपयोग आमतौर पर भाप टरबाइन ब्लेड, डिस्क, शाफ्ट, फास्टनरों आदि को बनाने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, 4Cr9Si2, 4Cr10Si2Mo, आदि का उपयोग आंतरिक निकास वाल्व के निर्माण में किया जाता है दहन इंजन भी मार्टेंसिटिक ताप प्रतिरोधी स्टील हैं।

मार्टेंसिटिक गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग के लिए सामान्य गर्मी उपचार प्रक्रिया सामान्यीकरण + टेम्परिंग है।

 

3. फेरिटिक हीट-प्रतिरोधी कास्ट स्टील

फेरिटिक हीट-प्रतिरोधी कास्ट स्टील में अधिक क्रोमियम, एल्यूमीनियम, सिलिकॉन और अन्य तत्व होते हैं, जो एकल-चरण फेराइट संरचना बनाते हैं, जिसमें अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च तापमान गैस संक्षारण प्रतिरोध होता है, लेकिन कमरे के तापमान पर उनकी उच्च तापमान शक्ति कम होती है। अधिक है और वेल्डेबिलिटी ख़राब है। जैसे 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2, आदि। फेरिटिक ताप-प्रतिरोधी कास्ट स्टील का उपयोग आम तौर पर उन हिस्सों को बनाने के लिए किया जाता है जो कम भार सहन करते हैं और उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।

फेरिटिक हीट-प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग का ताप उपचार आमतौर पर तनाव को दूर करने के लिए एनीलिंग को अपनाता है, और फिर तेजी से ठंडा करता है (400-500 ℃ के भंगुर क्षेत्र से जल्दी से गुजरने के लिए)।

 

4. ऑस्टेनिटिक हीट-प्रतिरोधी कास्ट स्टील

ऑस्टेनिटिक हीट-प्रतिरोधी कास्ट स्टील में 600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर अधिक ऑस्टेनाइट बनाने वाले तत्व जैसे निकल, मैंगनीज, नाइट्रोजन आदि होते हैं, इसमें अच्छी उच्च तापमान ताकत और संरचनात्मक स्थिरता और अच्छा वेल्डिंग प्रदर्शन होता है। आमतौर पर गर्मी-शक्ति सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है जो 600°C से ऊपर काम करता है। विशिष्ट ग्रेड 1Cr18Ni9Ti (321), 1Cr23Ni13 (309), 0Cr25Ni20 (310S), 1Cr25Ni20Si2 (314), 2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4Cr14Ni14W2Mo, आदि हैं।

अच्छा ठंडा विरूपण प्राप्त करने के लिए ऑस्टेनिटिक एंटी-ऑक्सीकरण स्टील को उच्च तापमान समाधान गर्मी उपचार के साथ इलाज किया जा सकता है। ऑस्टेनिटिक हॉट-स्ट्रेंथ स्टील को पहले उच्च तापमान समाधान उपचार के साथ इलाज किया जाता है, और फिर संरचना को स्थिर करने और मैट्रिक्स को मजबूत करने के लिए दूसरे चरण को अवक्षेपित करने के लिए उपयोग तापमान से 60-100 ℃ अधिक पर उम्र बढ़ने का उपचार किया जाता है।

 

गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग का उपयोग

गर्मी प्रतिरोधी स्टील का उपयोग अक्सर उन हिस्सों और घटकों के निर्माण के लिए किया जाता है जो बॉयलर, भाप टरबाइन, बिजली मशीनरी, औद्योगिक भट्टियां, और विमानन और पेट्रोकेमिकल उद्योगों जैसे औद्योगिक क्षेत्रों में उच्च तापमान पर काम करते हैं। उच्च तापमान शक्ति और उच्च तापमान ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध के अलावा, इन भागों को विभिन्न उपयोगों के अनुसार पर्याप्त क्रूरता, अच्छी कार्यशीलता और वेल्डेबिलिटी और संरचनात्मक स्थिरता की एक निश्चित डिग्री की भी आवश्यकता होती है।

 

गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु इस्पात के कुछ ग्रेड और उनके अनुप्रयोग
इस्पात श्रेणी	व्यावहारिक तापमान और अनुप्रयोग
00Cr12	एंटी-ऑक्सीकरण तापमान 600 ~ 700 ℃, उच्च तापमान, उच्च दबाव वाल्व बॉडी, बर्नर के रूप में उपयोग किया जाता है
0Cr13Al	लागू तापमान सीमा 700~800℃, गैस टरबाइन कंप्रेसर ब्लेड
1Cr17	900℃ से कम तापमान पर एंटी-ऑक्सीकरण, भट्टियों के लिए उच्च तापमान भागों और नोजल के रूप में उपयोग किया जाता है
1Cr12	600 ~ 700 ℃ के तापमान रेंज में ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च उच्च तापमान शक्ति और भाप टरबाइन ब्लेड, नोजल और बॉयलर बर्नर वाल्व के उच्च तापमान भागों के लिए उपयोग किया जाता है।
1Cr13	ऑक्सीकरण प्रतिरोध तापमान 700 ~ 800 ℃ है, और इसका उपयोग 1Cr12 स्टील के समान है
0Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti	870 ℃ से नीचे एंटी-ऑक्सीकरण तापमान, बॉयलर हीटिंग सतह पाइप, हीटिंग फर्नेस पार्ट्स, हीट एक्सचेंजर, मफल फर्नेस, कनवर्टर, नोजल के रूप में उपयोग किया जा सकता है
0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb	यह 400 ~ 900 ℃ के तापमान रेंज में उच्च तापमान संक्षारण और ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी है, और इसका उपयोग उन पाइप फिटिंग के लिए किया जा सकता है जिनका कार्य तापमान 850 ℃ से नीचे है।
0Cr23Ni13	980℃ तक एंटी-ऑक्सीडेशन तापमान, बर्नर फायर ट्यूब, स्टीम टरबाइन ब्लेड, हीटिंग फर्नेस बॉडी, मीथेन रूपांतरण डिवाइस, उच्च तापमान पृथक्करण डिवाइस के लिए उपयोग किया जाता है
0Cr25Ni20	1035℃ तक एंटी-ऑक्सीकरण तापमान, भट्टी भागों को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है; 950℃ से नीचे कार्यशील तापमान वाले गैस ट्रांसमिशन सिस्टम के हिस्से
0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2	एंटी-ऑक्सीडेशन तापमान 870 ℃ से कम नहीं है, काम करने का तापमान 600 ~ 750 ℃ ​​है, रासायनिक उद्योग और तेल शोधन के लिए हीट एक्सचेंजर ट्यूब और भट्ठी फिटिंग।
0Cr17Ni7Al	550℃ से कम कार्य तापमान वाले उच्च तापमान भार वहन करने वाले हिस्से