פלדה עמידה בחום
(1) הרעיון הכללי של פלדה עמידה בחום
פלדה בעלת עמידות בחום גבוהה נקראת פלדה עמידה בחום, המשמשת לייצור חלקים במכשירים בטמפרטורה גבוהה כגון תנורי חימום, דוודים וטורבינות גז.
עמידות החום של פלדה כוללת את המשמעות של עמידות חמצון בטמפרטורה גבוהה וחוזק בטמפרטורה גבוהה. עמידות החמצון בטמפרטורה גבוהה של מתכת מתייחסת לעמידות המתכת בפני חמצון בטמפרטורה גבוהה. חוזק הטמפרטורה הגבוה מתייחס ליכולתה של פלדה לעמוד בעומסים מכניים בטמפרטורות גבוהות. לכן, פלדה עמידה בחום דורשת גם עמידות טובה לחמצון בטמפרטורה גבוהה וגם חוזק גבוה בטמפרטורה גבוהה.
התקנה בטמפרטורה גבוהה
(2) פלדה עמידה בחום בשימוש נפוץ
בבחירת פלדה עמידה בחום יש לשים לב לטווח טמפרטורת העבודה של הפלדה ולתכונות המכניות של הפלדה בטמפרטורה זו, אותם ניתן לחלק לסוגים הבאים לפי טווח הטמפרטורות והארגון.
① פלדה פרליטית עמידה בחום מסוג זה של פלדה היא פלדה עמידה בחום מסגסוגת נמוכה, המבנה המיקרו שלה קל + פריט, וטמפרטורת העבודה שלה היא 350 ~ 550 מעלות. בשל הכמות הקטנה של אלמנטים מתגזרים ותהליך טוב, הוא משמש לעתים קרובות בייצור רכיבים עמידים בחום כגון דוודים, מכלי לחץ כימיים ומחלפי חום, כגון 15CrMo, המשמש בעיקר בחלקי הדוד.
הספירואידציה והגרפיטיזציה של פרלייט יתרחשו במהלך שימוש ארוך טווח בסוג זה של פלדה, מה שמפחית משמעותית את מגבלת הזחילה וחוזק עמיד של הפלדה. לשם כך, סוג זה של פלדה שואף להפחית את חלק המונית של תכולת הפחמן והמנגן, ואת התוספת המתאימה של כרום, מוליבדן ואלמנטים אחרים כדי לעכב את הנטייה של ספרואידיזציה וגרפיטיזציה. בנוסף, מוסיפים כרום לפלדה כדי לשפר את עמידות החמצון, ומוסיפים מוליבדן כדי לשפר את חוזק הטמפרטורה הגבוהה של הפלדה. דרגות פלדה עמידות בפני חום בשימוש נפוץ הן 12CrMo, 15CrMo, 20CrMo, 12CrMoV, 24CrMoV וכן הלאה.
תכולת הכרום של פלדה עמידה בחום מרטנסיטית היא בדרך כלל 7% עד 13%, ואלמנטים מסגסוגת כגון מוליבדן, טונגסטן, ונדיום טיטניום, חנקן, בורון מתווספים גם לפלדה, כך שהחוזק התרמי של הפלדה משתפר משמעותית . יש לו עמידות לחמצון חוזק בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה באדי מים מתחת ל-650 מעלות, אך יכולת הריתוך גרועה.
פלדה עמידה בחום מרטנסיטית היא בעלת תכונות מכניות מקיפות טובות, חוזק תרמי טוב, עמידות בפני קורוזיה והנחתת רעידות, והיא נמצאת בשימוש נרחב כטורבינה, להבי טורבינת גז, צינורות דוודים בלחץ גבוה, שסתומי כניסה ופליטת רכב וחומרים אחרים.
דרגות פלדה עמידות חום בשימוש נפוץ הן 1Cr13, 2Cr13, 1Cr11MoV, 4Cr9Si2, 4Cr10Si2Mo וכן הלאה.
③ עמידות החום של פלדה עמידה בחום אוסטניטית טובה יותר מזו של פלדה עמידה בחום פרלייט ופלדה עמידה בחום מרטנסיטית, המכילה יותר אלמנטים יוצרים אוסטניטיים כמו ניקל, מנגן וחנקן, ובעלת חוזק וארגון טוב יותר בטמפרטורה גבוהה. יציבות כאשר היא מעל 600 מעלות. ביצועי העיוות הפלסטי הקר וביצועי הריתוך של פלדה מסוג זה טובים מאוד, טמפרטורת העבודה הכללית היא 600 ~ 700 מעלות, והיא נמצאת בשימוש נרחב בתעופה, פטרוכימיה ותעשיות אחרות לייצור להבי טורבינה, שסתומי קיטור מנוע וכו'. .
