Apa itu besi cor tahan panas?

Besi cor tahan panas adalah jenis bahan besi cor yang dirancang khusus untuk operasi jangka panjang dalam suhu tinggi (biasanya di atas 600 derajat C) lingkungan dan mempertahankan kinerja yang baik. Tidak seperti besi cor biasa, ia dapat secara efektif menolak:

Oksidasi (Peeling): Dalam atmosfer pengoksidasi suhu tinggi (seperti udara), film oksida yang padat, stabil, dan sangat perekat (seperti sio ₂, al ₂ o ∝, Cr ₂ o ∝) terbentuk di permukaan untuk mencegah oksigen dari terus berdifusi dan mengoreksi interior.

Pertumbuhan: Ini adalah kelemahan fatal zat besi cor biasa pada suhu tinggi. Selama pemanasan dan pendinginan yang berulang, faktor -faktor seperti oksidasi internal (infiltrasi oksigen di sepanjang lembaran grafit atau batas butir), grafitisasi (dekomposisi sementit menjadi grafit), transformasi fase (transformasi fitor\/austenit, dll. Penyebabnya. Besi cor tahan panas sangat menekan fenomena "pertumbuhan" melalui paduan dan kontrol mikrostruktur.

Kunci mekanisme tahan panas
Elemen Paduan: Resistensi panas terutama dicapai dengan menambahkan elemen seperti silikon (SI), kromium (CR), aluminium (AL), dll.

Silicon (Si): It is the lowest cost and most widely used heat-resistant element. High silicon cast iron (>5% si) membentuk film pelindung Sio ₂ padat di permukaannya. Silikon juga dapat meningkatkan titik transisi fase, mengurangi tegangan transisi fase, dan menstabilkan matriks ferit (ferit memiliki ketahanan panas yang lebih baik daripada pearlite\/sementit).

Chromium (Cr): forms a very stable Cr ₂ O ∝ protective film with excellent oxidation resistance. Chromium can significantly improve high-temperature strength and hardness, stabilize carbides (but excessive carbides may affect thermal conductivity and thermal shock resistance). High chromium cast iron (>15% cr) memiliki ketahanan panas yang sangat baik.

Aluminium (AL): membentuk film pelindung yang padat dan kuat, dengan resistensi oksidasi yang sangat baik. Aluminium juga merupakan elemen pembentukan ferit yang kuat. Besi cor alumina tinggi memiliki ketahanan panas yang luar biasa, tetapi casting dan sifat pemrosesan mekanisnya buruk.

Nikel (NI): Terutama digunakan dalam besi cor yang tahan panas austenitik (seperti seri Ni Resist) untuk meningkatkan kekuatan suhu tinggi, ketangguhan, ketahanan kelelahan panas, dan resistensi korosi, dan untuk menstabilkan struktur austenitik.

Morfologi grafit: Grafit bola (besi cor nodular) memiliki kekuatan dan ketangguhan yang lebih tinggi daripada grafit serpihan (besi cor abu -abu), dan grafit diisolasi dan didistribusikan, mengurangi saluran untuk oksigen untuk menembus melalui serpihan grafit dan secara signifikan meningkatkan ketahanan pertumbuhannya. Oleh karena itu, penerapan zat besi ulet tahan panas jauh melebihi besi cor abu-abu tahan panas.

Struktur matriks: Matriks ferit adalah struktur matriks yang paling umum digunakan untuk besi cor yang tahan panas karena kurangnya transformasi fase (atau suhu transformasi fase tinggi) selama pemanasan dan pendinginan, perubahan volume kecil, dan ketahanan pertumbuhan yang baik. Matriks austenitik stabil pada suhu tinggi dan juga memiliki ketahanan pertumbuhan yang baik dan kekuatan suhu tinggi.

Tipe Utama (diklasifikasikan oleh elemen dan standar paduan)
Besi cor tahan panas silikon tinggi: seperti RTSI5 (≈ 5% SI), RQTSI5 (besi ulet). Biaya rendah, antioksidan yang baik dan resistensi pertumbuhan di bawah 900 derajat C. banyak digunakan.

Silikon aluminium besi tahan panas. Penambahan aluminium meningkatkan kepadatan film pelindung, dan suhu tahan panas dapat mencapai 950-1050 derajat C.

Aluminium silikon silikon tahan panas besi: seperti rqtai4si4 (besi ulet, ≈ 4% al +4% si), rtai5si5 (besi abu-abu). Suhu tahan panas dapat mencapai lebih dari 1100 derajat C, tetapi kinerja casting dan pemrosesan buruk.

Besi cor tahan panas kromium tinggi: seperti RQTCR16 (besi ulet, ≈ 16% Cr), RTCR16 (besi abu-abu). Membentuk film pelindung Cr ₂ O ∝, memiliki ketahanan oksidasi yang sangat baik, kekuatan suhu tinggi, dan dapat menahan suhu hingga 900-1100 derajat C. Ini juga memiliki ketahanan aus yang baik.

Besi cor tahan panas austenitic berbasis nikel: seperti d -5 s (ni resist d -5 s, mengandung ni, cr, cu, dll.). Matriks austenitik memiliki kekuatan suhu tinggi yang sangat baik, ketangguhan, ketahanan kelelahan panas, dan ketahanan korosi, dengan suhu ketahanan panas lebih dari 950 derajat C. biasa digunakan dalam situasi yang menuntut.

Area aplikasi utama
Besi cor tahan panas banyak digunakan dalam komponen peralatan industri yang membutuhkan ketahanan suhu tinggi, seperti:

Pemanasan Tungku dan Perlakuan Panas Tungku: Pelat bawah tungku, batang tungku, rel pemandu, tangki redaman, keranjang material, wadah, tabung radiasi, bingkai pintu tungku.

Komponen boiler: parut, nosel burner, bagian penukar panas.

Industri kimia dan petrokimia: penyangga pipa retak, pipa konversi, komponen katup suhu tinggi.

Kiln Semen: Papan Grate, Lapisan Papan.

Industri Manufaktur Kaca: Kaleng anil, cetakan.

Incinerator: GRATE, Ash Tray.

Keuntungan dan Kerugian
Keuntungan:

Resistensi oksidasi suhu tinggi yang baik dan resistensi pertumbuhan.

Dibandingkan dengan baja tahan panas, biayanya lebih rendah.

Kinerja casting yang baik, mampu memproduksi suku cadang dengan bentuk yang kompleks.

Tingkat ketahanan aus dan resistensi korosi tertentu (terutama untuk jenis kromium tinggi).

Ketahanan guncangan termal yang baik (beberapa jenis).

Kerugian:

Kekuatan, plastisitas, dan ketangguhan pada suhu kamar biasanya lebih rendah daripada baja tahan panas.

Beberapa jenis paduan tinggi, seperti besi cor alumina tinggi, memiliki sifat pemrosesan casting dan mekanis yang buruk.

Kekuatan suhu tinggi (terutama kekuatan creep) biasanya lebih rendah daripada baja tahan panas bermutu tinggi dan paduan suhu tinggi.

meringkaskan
Besi cor tahan panas dapat secara efektif menahan oksidasi dan kerusakan "pertumbuhan" pada atmosfer pengoksidasi suhu tinggi dengan menambahkan elemen paduan tertentu (terutama Si, Cr, Al) dan mengendalikan morfologi grafit (lebih disukai bola) dan struktur matriks (lebih disukai ferit atau austenit). Ini adalah pilihan material yang ekonomis dan andal untuk pembuatan komponen suhu tinggi seperti tungku industri, boiler, dan peralatan kimia dalam kisaran suhu 600 derajat C hingga 1100 derajat C. Menurut suhu kerja tertentu, atmosfer, kondisi stres, dan kebutuhan biaya, berbagai jenis zat besi yang tahan panas.