더 열이 더 열 - 내성은 무엇입니까?

강철의 내열은 고온에 노출 될 때 기계적 특성 (강도, 경도 및 구조적 무결성)을 유지하고 저항 저항 (산화 또는 크리프)에 저항하는 능력을 말합니다. 많은 강철이 중간 정도의 온도에서 잘 작동하지만, 높은 - 크롬, 높은 - 높음 - 니켈 오스테 나이트 스테인리스 강 - 특별히 310 스테인레스 스틸 -는 가장 열- 저항성 강철 중 일부로 돋보입니다. 그들의 고유 한 합금 조성과 미세 구조를 통해 온도가 1,000도 F (538도)를 초과하는 환경에서 탁월하여 짧은 - 용어와 긴 - 용어 - 열 애플리케이션에서 다른 강철 유형을 능가하는 환경에서 뛰어납니다.
강철의 내선을 정의하는 것은 무엇입니까?
내열성은 세 가지 주요 요인에 따라 다릅니다.
• 산화 저항성 : 고온에서 산소와 반응하는 능력으로, 이는 추가 부식을 방지하기 위해 산화물 층을 형성합니다.
• 크리프 저항 : 고온에서 일정한 응력 하에서 점진적인 변형에 저항하는 능력.
• 기계적 특성 유지 : 구조적 무결성을 부드럽게하거나 감소시키지 않고 강도와 경도 유지.
높은 수준의 크롬 (산화 저항성)과 니켈 (오스테 나이트 미세 구조 안정성의 경우)을 갖는 강철은 일반적으로 가장 잘 수행됩니다. 몰리브덴 또는 실리콘은 또한 크리프 저항 및 높은 - 온도 강도를 향상시키기 위해 첨가 될 수있다.
310 스테인레스 스틸 : 내열성 벤치 마크
310 스테인레스 스틸은 대부분의 다른 스테인레스 강보다 약 25% 크롬 및 20% 니켈 -을 포함하는 오스테 나이트 합금입니다. 이 조성물은 탁월한 내열 저항을 제공하며, 최대 2,000도 F (1,093도)의 온도에 지속적으로 노출되고 짧은 - 용어 2,100–2,200도 F (1,149–1,204도)에 노출됩니다. 눈에 띄는 이유는 다음과 같습니다.
내열성의 주요 특성 :
1. 산화 저항성 : 높은 크롬 함량은 가열 될 때 표면에 밀도가 높고 부착 된 산화 크롬 층을 형성한다. 이 층은 장벽으로 작용하여 산소가 기본 강철에 도달하지 못하고 극한 온도에서도 부식을 늦추지 않습니다. 800도 F (427도) 이상으로 빠르게 산화되는 탄소강과 달리, 310은 공기 또는 연소 환경에서 안정적으로 유지됩니다.
2.Microstructural 안정성 : 310의 오스테 나이트 미세 구조 (Face - 중심 입방 결정 구조)는 고온에서 안정적이므로 다른 강이 부드러워 지거나 부서지는 위상 변화를 피합니다. 이 안정성은 열에 장기간 노출 된 후에도 강도를 유지합니다.
3. 크리프 저항 : 310 개의 저항 크리프 (느린 변형)는 1,500도 F (816도) 이상의 온도에서 대부분의 강철보다 낫습니다. 따라서 용광로 부품 또는 배기 시스템과 같은 높은 - 열 설정의 부하 - 베어링 구성 요소에 이상적입니다.
4. 높은 용융점 : 2,550–2,650도 F (1,399–1,454도)의 용융 범위에서, 310은 - 합금 강과는 달리 용융없이 용어 온도 스파이크를 견딜 수 있습니다.
310 스테인리스 스틸이 다른 열 - 저항성 강과 비교하는 방법
기타 열 - 저항성 강은 주요 영역에서 부족합니다.
• 304 스테인레스 스틸 : 18% 크롬 및 8% 니켈이있는 일반적인 오스테 나이트 스테인리스 스틸. 최대 1,500도 F (816도)를 잘 수행하지만이 온도보다 빠르게 산화되고 310의 크리프 저항이 부족합니다.
• 430 페라이트 스테인리스 스틸 : 17% 크롬이 있지만 니켈은 없습니다. 최대 1,400도 F (760도)의 산화에 저항하지만, 페라이트 미세 구조로 인해 더 높은 온도에서 강도가 부드럽고 감소합니다.
• H13 도구 강철 : 1,000–1,200도 F (538–649도)의 강인성이 좋은 핫 - 작업 도구 강철은 1,200도 이상의 빠르게 산화되며 310의 길이 - 용어 안정성과 일치 할 수 없습니다.
• Inconel 600 (니켈 합금) : 강철은 아니지만 종종 내열성과 비교됩니다. 최대 2,000도 F를 잘 수행하지만 310보다 훨씬 비싸고 쉽게 구할 수 있습니다.
310 스테인레스 스틸은 두 가지 중요한 방식으로이를 능가합니다. 더 높은 온도 (최대 2,000도 F)에서 산화 저항을 유지하고 응력 하에서 구조적 무결성을 유지하여 높은 - 열 산업 응용 분야에서 가장 실용적인 선택입니다.
310 스테인레스 스틸의 응용
310의 내열성은 극한 온도가 일상적인 산업에서 필수 불가결합니다.
• 산업 용광로 : 1,800–2,000도 F (982–1,093도)에서 지속적으로 작동하는 용광로 라이너, 가열 요소 및 컨베이어 벨트에 사용됩니다.
• 항공 우주 및 자동차 : 배기 매니 폴드, 제트 엔진 부품 및 애프터 버너 부품이 높은 - 온도 배기 가스.
• 화학적 처리 : 산화 저항과 강도가 중요한 - 온도 부식성 유체가 높은 반응기 및 파이프 라인.
• 발전 : 석탄의 보일러 부품, 열교환 기 및 터빈 부품 - 발사 또는 가스 - 발전 발전소.
특정 시나리오에 대한 다른 열 - 저항성 강
310은 가장 다재다능한 열 - 저항성 강철이지만 다른 강은 틈새 높이에서 뛰어납니다 - 열 응용 :
• 253 MA : 향상된 산화 저항성을위한 세륨이 추가 된 변형 된 오스테 나이트 스테인리스 스틸. Cyclic High - 열 환경 (예 : 가열 및 반복적으로 반복적으로 냉각하는 용광로 문)에서 최대 2,100도 F (1,149도)에서 잘 작동합니다.
• 321 스테인레스 스틸 : 카바이드 침전에 저항하기위한 티타늄이 함유되어있어 부식성 높은 - 열 설정 (예 : 화학 식물 열교환 기)에서 1,500–1,600도 F (816–871도)에서 안정적으로 만듭니다.
• 합금 20 : 니켈 - 크롬 - 산성 높은 - 열 환경에서 최대 1,400도 F (760도)에 사용되는 고온 및 화학 부식에 우수한 저항성을 가진 Molybdenum 강철.
그러나이 강은 특화되어 있으며 전체 고온에서 310의 성능과 일치 할 수 없습니다.
왜 310 스테인리스 스틸이 최고의 선택인가​
310의 내열성은 합금 조성에서 비롯됩니다.
• 25% 크롬 : 자체가 손상되면 -가 치유되는 보호 크롬 산화물 층을 형성하여 2,000도 F에서 산화를 방지합니다.
• 20% 니켈 : 오스테 나이트 미세 구조를 안정화시켜 고온에서 부서지기 쉬운 단계로 변형되지 않도록합니다.
• 저탄소 함량 : 오랫동안 가열 될 때 탄화물 침전 (강철을 약화시키는)을 최소화합니다.
이 요소의 조합은 산화 저항, 크리프 저항 및 기계적 안정성 균형을 유지하는 강철을 생성합니다.
제한 및 고려 사항
310 스테인레스 스틸은 단점이 없습니다.
• 비용 : 높은 니켈 및 크롬 함량은 탄소강보다 비싸거나 - 합금 스테인리스 강 (예 : 304).
• 가공 가능성 : 강도로 인해 304보다 기계가 더 어렵 기 때문에 특수 도구와 속도가 느려집니다.
• 무게 : 다른 스테인레스 강과 마찬가지로, 탄소강보다 밀도가 높습니다.
1,500도 F (816도) 미만의 온도의 경우 309 스테인레스 스틸 (19% 크롬, 12% 니켈)은 더 많은 비용 - 효과적인 대안으로 더 낮은 가격대에서 우수한 내열성을 제공합니다.
결론
강철의 내열성을 평가할 때 310 스테인레스 스틸이 명확한 리더입니다. 최대 2,000도 F (1,093도)의 지속 온도를 견딜 수있는 능력, 산화에 저항하며 스트레스 하에서 강도를 유지하는 것이 가장 까다로운 높은 - 열 응용에 이상적입니다. 특수한 합금 또는 강은 특정 틈새 시장에서 잘 작동 할 수 있지만 310 균형 성능, 가용성 및 비용으로 인해 산업, 항공 우주 및 발전 요구에 대한 가장 열 - 저항성 강철이됩니다. 용광로 라이너, 배기 시스템 또는 화학 반응기에서 310 스테인레스 스틸은 다른 강이 고장날 수있는 안정적인 성능을 제공합니다.
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