
L'alliaggi forgiati à alta temperatura basati in ferru sò una classa di materiali metallici cù u ferru (Fe) cum'è l'elementu principale, ingegneria per mantene una bona forza meccanica è resistenza à a degradazione (cum'è l'ossidazione) à temperature elevate, tipicamente in u intervalu di 540 ° C à 760 ° C (1000 ° F à 1400 ° F). A designazione "forgiata" indica chì sò furmati da prucessi termomeccanici cum'è laminazione calda, forgiatura o estrusione, chì raffinanu a so microstruttura per furnisce una cumminazione favorevule di forza, duttilità è fabricabilità.
Servinu cum'è una soluzione costu-efficace è assai versatile per una larga gamma di applicazioni à alta temperatura, cumminendu a distanza di prestazione trà l'acciai inossidabili è superligamenti di nickel o cobalt più caru.
Bona resistenza à alta temperatura è resistenza à u fluttu: resistenu à a deformazione è à una deformazione lenta è dipendente da u tempu (creep) sottu una carica meccanica à temperature elevate, ancu s'ellu u so limitu di temperatura superiore hè generalmente più bassu di quellu di superligamenti basati in nickel.
Eccellente resistenza à l'ossidazione è à a corrosione: una caratteristica chjave hè a so capacità di furmà una scala protettiva è aderente di chromia (Cr₂O₃) nantu à a superficia, grazia à un altu cuntenutu di cromu (tipicamenti 12-28%). Parechje qualità cuntenenu ancu silicium (Si) è aluminiu (Al) per furmà ancu scale più stabili.
Costu-Efficacia: Basatu nantu à una matrice di ferru, sò significativamente menu caru di l'alternative basate in nickel o cobalt, facendu u materiale di scelta per l'applicazioni à grande scala o sensibile à u costu.
Good Fabricability: A so natura forgiata significa ch'elli ponu esse facilmente furmati, machinati è saldati in cumpunenti cumplessi cù pratiche industriali standard.
U rendiment à alta temperatura di sti ligami hè ottenutu per mezu di parechji meccanismi sinergichi:
Rinforzamentu di Soluzione Solida: Elementi cum'è molibdenu (Mo), tungstenu (W) è cromu (Cr) si dissolvi in a matrice di ferru, impediscendu u muvimentu di dislocazione è furnisce forza di basa.
Rafforzamentu di a Precipitazione di Carbide: A furmazione di carburi stabili (per esempiu, M₂₃C₆, MC, induve M hè Cr, Mo, Nb) à i cunfini di u granu è in i grani aiuta à pinnà dislocazioni è cunfini di granu, rinfurzendu a forza è a resistenza à u creep.
Précipitation de nitrure et de carbonitrure : dans certaines alliages, des éléments comme le niobium (Nb) et le titane (Ti) forment des nitrures fins ou des carbonitrures qui renforcent les précipitations supplémentaires.
Stabilità microstrutturale: E cumpusizioni di lega sò equilibrati per resiste à l'arrugginimentu di sti fasi di rinfurzà è a furmazione di composti intermetallici preghjudizii durante l'esposizione à longu andà à u calore.
L'alliages à alta temperatura forgiati à base di ferru sò cavalli di battaglia in numerosi industrii:
Generazione di energia:
Turbine Blades & Discs in turbine a vapore è tappe di turbine à gasu à bassa temperatura.
Tubi di caldaie, tubi di superriscaldatore è riscaldatore, è scambiatori di calore in centrali di energia fossili.
Automobile:
Turbocharger Housings (Turbine Housings) chì deve resiste à a temperatura di gas di scarico.
Collettori di scarico è downpipes.
Forni Industriali è Trattamentu Calore:
Radiant Tubes, Muffles, Trays, è cesti usatu in carburizing, annealing, è altri prucessi di calore-trattamentu.
Petrochimica è raffinazione:
Tubi per bobine di furnace è tubazioni per flussi di processu à alta temperatura in crackers catalitici è riformatori.
A tavula seguente riassume e caratteristiche chjave per una panoramica rapida:
| Feature | Descrizzione | Vantage |
| Elementu di basa | Ferru (Fe), cun altu Cromu (Cr) cuntenutu. | Fornisce una basa di costu efficace cù resistenza à l'ossidazione inerente. |
| Strada di fabricazione | Trattamentu termomeccanicu (laminazione à caldu, forgiatura). | Risulta in una struttura uniforme, grana fina cù una bona duttilità è tenacità. |
| Fortificatori chjave | Soluzione solida (Mo, W); Carburi (Cr, Nb, Mo). | Fornisce una cumminazione equilibrata di forza à alta temperatura è stabilità microstrutturali. |
| Gamma di temperatura | Bon rendiment finu à ~ 760 ° C (1400 ° F). | Riempia u difettu di prestazione critica trà l'acciai inossidabili standard è i superleghe di nichel. |
| Beneficiu chjave | Un equilibriu ottimale di prestazioni, fabricabilità è costu. | A suluzione più ecunomica per un vastu numeru di sfide di ingegneria à alta temperatura. |
| Alloys è tipi cumuni | Austenitic (per esempiu, 304H, 316H, 321H, 347H); Ferriticu (per esempiu, 446); Precipitazione-Hardenable (per esempiu, A-286, 17-4PH). | Offre una scelta larga per diverse esigenze di temperatura, forza è corrosione. |
In riassuntu, Alloys à Alta Temperature à Base di Ferru sò una classa fundamentale è versatili di materiali chì permettenu una vasta parte di l'ingegneria muderna à alta temperatura. U so sviluppu rapprisenta una ottimisazione magistrale di u costu è di u rendiment, chì li rende indispensabili per l'applicazioni chì varienu da a vittura di famiglia à a centrale elettrica chì furnisce a so electricità.