
რკინაზე დაფუძნებული მაღალტემპერატურული შენადნობები არის მეტალის მასალების კლასი, რომელსაც აქვს რკინა (Fe), როგორც ძირითადი ელემენტი, შექმნილია კარგი მექანიკური სიძლიერის შესანარჩუნებლად და დეგრადაციისადმი მდგრადობისთვის (როგორც დაჟანგვის) მაღალ ტემპერატურაზე, როგორც წესი, 540°C-დან 760°C-მდე (1000°F-დან 14-მდე). "დამუშავებული" აღნიშვნა მიუთითებს, რომ ისინი ფორმირდება თერმომექანიკური პროცესებით, როგორიცაა ცხელი გორვა, გაყალბება ან ექსტრუზია, რაც აუმჯობესებს მათ მიკროსტრუქტურას სიმტკიცის, ელასტიურობის და დამუშავების ხელსაყრელი კომბინაციის უზრუნველსაყოფად.
ისინი ემსახურებიან როგორც ხარჯთეფექტურ და უაღრესად მრავალმხრივ გადაწყვეტას მაღალტემპერატურული აპლიკაციების ფართო სპექტრისთვის, ახდენენ მუშაობის უფსკრული უჟანგავი ფოლადებსა და უფრო ძვირადღირებულ ნიკელს ან კობალტზე დაფუძნებულ სუპერშენადნობებს შორის.
კარგი მაღალი ტემპერატურის სიძლიერე და ცოცვის წინააღმდეგობა: ისინი ეწინააღმდეგებიან დეფორმაციას და ნელ, დროზე დამოკიდებულ დაძაბვას (დაძაბვას) მექანიკური დატვირთვის ქვეშ ამაღლებულ ტემპერატურაზე, თუმცა მათი ზედა ტემპერატურული ზღვარი ზოგადად უფრო დაბალია ვიდრე ნიკელზე დაფუძნებული სუპერშენადნობები.
შესანიშნავი ჟანგვისა და კოროზიის წინააღმდეგობა: საკვანძო მახასიათებელია მათი უნარი შექმნან დამცავი ქრომიის (Cr2O3) მასშტაბი ზედაპირზე, ქრომის მაღალი შემცველობის წყალობით (ჩვეულებრივ 12-28%). ბევრი კლასი ასევე შეიცავს სილიციუმს (Si) და ალუმინს (Al) კიდევ უფრო სტაბილური სასწორების შესაქმნელად.
ხარჯების ეფექტურობა: რკინის მატრიცაზე დაფუძნებული, ისინი მნიშვნელოვნად იაფია, ვიდრე ნიკელის ან კობალტზე დაფუძნებული ალტერნატივები, რაც მათ არჩევის მასალად აქცევს ფართომასშტაბიანი ან დანახარჯებისადმი მგრძნობიარე აპლიკაციებისთვის.
კარგი დამზადება: მათი დამუშავებული ბუნება ნიშნავს, რომ მათი ადვილად ჩამოყალიბება, დამუშავება და შედუღება შესაძლებელია კომპლექსურ კომპონენტებად სტანდარტული სამრეწველო პრაქტიკის გამოყენებით.
ამ შენადნობების მაღალი ტემპერატურის შესრულება მიიღწევა რამდენიმე სინერგიული მექანიზმით:
მყარი ხსნარის გაძლიერება: ელემენტები, როგორიცაა მოლიბდენი (Mo), ვოლფრამი (W) და ქრომი (Cr) იხსნება რკინის მატრიცაში, აფერხებს დისლოკაციის მოძრაობას და უზრუნველყოფს საბაზისო სიძლიერეს.
კარბიდის ნალექის გაძლიერება: სტაბილური კარბიდების (მაგ., M23C6, MC, სადაც M არის Cr, Mo, Nb) წარმოქმნა მარცვლის საზღვრებში და მარცვლების შიგნით, ხელს უწყობს დისლოკაციებისა და მარცვლის საზღვრების დამაგრებას, აძლიერებს სიმტკიცეს და ცოცვის წინააღმდეგობას.
ნალექი ნიტრიდი და კარბონიტრიდი: გარკვეულ შენადნობებში ელემენტები, როგორიცაა ნიობიუმი (Nb) და ტიტანი (Ti) ქმნიან წვრილ ნიტრიდებს ან კარბონიტრიდებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ ნალექების დამატებით გაძლიერებას.
მიკროსტრუქტურული სტაბილურობა: შენადნობის კომპოზიციები დაბალანსებულია, რათა გაუძლოს ამ გამაგრების ფაზების მსხვრევას და მავნე მეტათაშორის ნაერთების წარმოქმნას სითბოს ხანგრძლივი ზემოქმედების დროს.
რკინაზე დაფუძნებული მაღალტემპერატურული შენადნობები არის სამუშაო ცხენები მრავალ ინდუსტრიაში:
ენერგიის გამომუშავება:
ტურბინის პირები და დისკები ორთქლის ტურბინებში და გაზის ტურბინების დაბალი ტემპერატურის ეტაპებზე.
ქვაბის მილები, სუპერგამათბობელი და გამათბობელი მილები და სითბოს გადამცვლელები წიაღისეული საწვავის ელექტროსადგურებში.
ავტომობილები:
ტურბო დამტენის კორპუსები (ტურბინის სახლები), რომლებიც უნდა გაუძლოს გამონაბოლქვი აირების ტემპერატურას.
გამონაბოლქვი მანიფოლტები და ქვედა მილები.
სამრეწველო ღუმელები და თერმული დამუშავება:
გასხივოსნებული მილები, მაფლები, უჯრები და კალათები, რომლებიც გამოიყენება კარბურიზაციის, ანეილირების და სხვა თერმული დამუშავების პროცესებში.
პეტროქიმიური და გადამუშავება:
მილები ღუმელის ხვეულებისთვის და მილები მაღალი ტემპერატურის პროცესის ნაკადებისთვის კატალიზურ კრეკერებსა და რეფორმატორებში.
შემდეგი ცხრილი აჯამებს ძირითად მახასიათებლებს სწრაფი მიმოხილვისთვის:
| ფუნქცია | აღწერა | უპირატესობა |
| საბაზისო ელემენტი | რკინა (Fe), მაღალით Chromium (Cr) შინაარსი. | უზრუნველყოფს ეკონომიურ საფუძველს თანდაყოლილი დაჟანგვის წინააღმდეგობით. |
| საწარმოო მარშრუტი | თერმომექანიკური დამუშავება (ცხელი გაბრტყელება, გაყალბება). | შედეგი არის ერთგვაროვანი, წვრილმარცვლოვანი სტრუქტურა კარგი ელასტიურობითა და გამძლეობით. |
| ძირითადი გამაძლიერებლები | მყარი ხსნარი (Mo, W); კარბიდები (Cr, Nb, Mo). | უზრუნველყოფს მაღალი ტემპერატურის სიმტკიცის და მიკროსტრუქტურული სტაბილურობის დაბალანსებულ კომბინაციას. |
| ტემპერატურის დიაპაზონი | კარგი შესრულება ~760°C-მდე (1400°F). | ავსებს მუშაობის კრიტიკულ უფსკრული სტანდარტულ უჟანგავი ფოლადებსა და ნიკელის სუპერშენადნობებს შორის. |
| ძირითადი სარგებელი | ოპტიმალური ბალანსი შესრულების, დამზადებისა და ღირებულების. | ყველაზე ეკონომიური გადაწყვეტა მაღალი ტემპერატურის საინჟინრო გამოწვევების დიდი რაოდენობით. |
| საერთო შენადნობები და ტიპები | აუსტინიტური (მაგ., 304H, 316H, 321H, 347H); ფერიტური (მაგ., 446); ნალექი-გამაგრებადი (მაგ., A-286, 17-4PH). | გთავაზობთ ფართო არჩევანს სხვადასხვა ტემპერატურის, სიძლიერისა და კოროზიის მოთხოვნებისთვის. |
მოკლედ, რკინაზე დაფუძნებული დამუშავებული მაღალტემპერატურული შენადნობები არის მასალების ფუნდამენტური და მრავალმხრივი კლასი, რომელიც იძლევა თანამედროვე მაღალი ტემპერატურის ინჟინერიის დიდ ნაწილს. მათი განვითარება წარმოადგენს ღირებულებისა და შესრულების ოსტატურ ოპტიმიზაციას, რაც მათ შეუცვლელს ხდის აპლიკაციებისთვის, დაწყებული საოჯახო მანქანიდან დაწყებული ელექტროსადგურით, რომელიც ამარაგებს მის ელექტროენერგიას.