내열강 주조: 합금 등급, 주조 공정 및 선택

교체 주문은 예상보다 더 자주 동일한 내용을 전달합니다. 한 열처리 공장에서는 동일한 도면이지만 약간 더 저렴한 등급의 용광로 트레이 주문을 반복했으며, 6개월 이내에 핫 존의 트레이가 40mm 처지고 두 개의 리브가 깨졌습니다. 도면은 변경되지 않았지만 저니켈 대체품에는 980°C 침탄 분위기에 대한 크리프 데이터가 없었습니다. 이것이 내열강 주조가 작동하는 방식입니다. 등급, 주조 공정 및 작동 조건은 부품이 주조소에서 출고되기 훨씬 전에 서비스 수명을 결정합니다.

내열강 주조를 올바르게 지정한다는 것은 세 가지 상호 의존적인 선택, 즉 작동 온도에서 산화물 스케일이 안정적으로 유지되는 합금, 부품 형상에 건전한 구조를 제공하는 주조 공정, 부품이 실제로 경험하는 열 주기를 견딜 수 있는 설계를 일치시키는 것을 의미합니다. 이들 중 하나가 약한 경우 검사 루틴이나 표면 코팅을 사용하지 않으면 해당 부품을 사용할 수 없습니다.

강철이 열에 강한 이유

내열강은 표면에 얇고 단단히 결합된 산화 크롬 스케일을 형성하는 크롬에 대한 안정성이 대부분입니다. 일반 탄소강은 대략 420°C 이상에서 눈에 띄게 스케일링되기 시작합니다. 내열성 주조 등급은 일반적으로 12~25%의 크롬을 포함하므로 보호 필름은 700~1100°C 사이에서 안정적으로 유지됩니다. 니켈은 고온에서 오스테나이트 구조를 안정적으로 유지하고 열 팽창을 줄여 열 피로 균열을 유발하는 응력을 줄입니다. 실리콘은 스케일 부착성을 향상시키고, 니오븀이나 텅스텐을 첨가하면 가장 뜨거운 구역의 크리프 강도가 높아집니다.

작동 온도만으로는 등급을 선택할 수 없습니다. 분위기도 그만큼 중요합니다. 산화, 침탄, 황화 또는 산화 및 환원 조건의 교대에 따라 표면 반응이 완전히 달라집니다. 침탄로 분위기에서 탄소는 산화물 층을 통해 확산되어 시간이 지남에 따라 합금을 부서지게 합니다. 각 요소와 이러한 환경의 상호 작용은 다음 검토에서 설명됩니다. 내열강의 일반적인 합금 원소와 그 기능 .

실제로 지정할 성적

용광로 건설업체, 열처리 공장 및 석유화학 프로젝트 전반에 걸쳐 소규모 주조 등급 세트가 대부분의 작업을 담당합니다. 아래 독일 등급 번호는 유럽 및 아시아 주조 사양에 널리 사용되며 ASTM A 297 유형은 미국 기반 설계로 작업하는 엔지니어에게 빠른 상호 참조를 제공합니다.

단조품이 아닌 주조품입니다. 주조 구조는 기계적으로 덜 가공되므로 강도 데이터는 공장 테스트를 거친 플레이트 값이 아닌 별도의 주조 테스트 바에서 가져와야 합니다. 이는 다른 제조 경로에 대해 작성된 데이터시트에서 수치를 가져오는 대신 자체 테스트 데이터를 게시하는 파운드리에서 구매해야 하는 또 하나의 이유입니다.

주조 공정이 서비스 수명을 어떻게 변화시키는가

동일한 합금이라도 주입 방법에 따라 매우 다르게 작용할 수 있습니다. 세 가지 공정이 내열강 주조를 지배하며, 부품 형상은 일반적으로 그 중 하나를 가리킵니다.

원심 주조는 용융 금속을 회전 다이로 회전시켜 다공성이 낮은 조밀한 방사형 구조를 생성합니다. 이는 복사관, 용광로 롤러, 슬리브 및 길이가 직경의 몇 배인 모든 부품에 대한 표준 경로입니다. 우리 공장의 원심 라인은 직경 50mm ~ 1000mm, 길이 최대 4000mm를 포괄하며 대량의 산업용 퍼니스 튜브 형상을 처리합니다.

노 가열용 원심 주조 1.4852 복사 튜브 이 1.4852 방사형 튜브는 원심 주조로 생산되어 다공성이 낮은 조밀한 방사형 구조를 보장합니다. 900°C의 내열성과 50~1200mm의 직경을 갖춘 이 제품은 다양한 용광로 가열 응용 분야에 적합합니다. 제품보기 →

윤곽이 복잡하거나 벽 두께가 균일해야 하거나 기계 가공이 최소화되어야 하는 경우 손실된 폼을 포함한 인베스트먼트 주조가 선택됩니다. 트레이, 행거, 지지대 및 정밀 고정 장치는 매몰 경로의 거의 그물 모양과 미세한 표면 마감의 이점을 얻습니다.

수지 모래 성형은 기계 가공이 계획되고 패턴 비용이 수량에 따라 정당화되는 수백 킬로그램 이상의 대형 프레임 및 무거운 고정 장치에 대한 경제적인 접근 방식으로 남아 있습니다.

지정할 때 올바른 6가지 사항

1. 실제 용해로 분위기를 기술하십시오. 공기 중에서 1050°C를 견디는 재종은 탄소가 합금으로 확산되어 연성을 파괴하기 때문에 농축된 침탄 분위기에서 빠르게 파손될 수 있습니다.
2. 최고 온도뿐만 아니라 열 주기를 정의합니다. 사이클 수, 가열 속도 및 냉각 매체 드라이브 열 피로; 배치로는 일반적으로 연속로보다 설비를 더 빨리 죽입니다.
3. 캐스팅에 적합한 차원 규칙을 설정합니다. 구배 각도, 가공 공차 및 최소 단면 두께는 선택한 공정에 대해 현실적이어야 합니다. 그렇지 않으면 부품이 응고로 인해 내부 응력을 받게 됩니다.
4. 위험 수준에 맞는 검사 패키지를 선택하세요. 직접 판독 분광학은 화학을 다루고 금속 조직 검사는 구조를 확인하며 3차원 스캐닝은 복잡한 프레임의 중요한 치수를 확인합니다.
5. 용접 수리 조건을 사전에 승인하십시오. 수명이 긴 주물은 어느 시점에서는 거의 항상 수리됩니다. 적절한 필러, 예열, 용접 후 열처리를 통해 수리가 첫 해 동안 지속될지 여부가 결정됩니다.
6. 이전 서비스의 증거를 요청하십시오. 두 주조소에서는 게이트, 주입 온도 및 열처리로 인해 동작이 다른 동일한 명목 등급을 주조할 수 있습니다. 같은 종류의 용광로에서 같은 종류의 부품을 사용해 본 경험은 도면에 포함되지 않은 정보입니다.

각 산업이 주조 공급업체에 요구하는 것

열처리 공장에서는 재료 트레이, 지지 프레임, 레토르트 및 전체 고정 장치 세트를 900°C 이상에서 수천 시간 동안 운영합니다. 녹는 것보다 뒤틀림과 침탄이 부품 폐기 시점을 결정합니다. 그렇기 때문에 우리의 고정 프로그램은 열처리 산업 고객은 1.4848 및 2.4879 주물에 의존하며, 용광로 설계가 허용할 때마다 프레임이 여러 판에서 용접되는 대신 단일 조각으로 주조되는 이유를 설명합니다.

1.4848 고온 하중용 열처리 프레임 1.4848 내열강으로 주조된 이 프레임은 고온 용광로에서 반복적으로 사용할 수 있도록 제작되었습니다. 공간을 극대화하고 변위를 방지하는 설계로 강력한 내산화성과 안정적인 작업물 지지력을 제공합니다. 제품보기 →

제철소 및 연속 열처리 라인은 주기적인 기계적 부하를 받는 하스 롤러와 수냉식 롤러를 사용합니다. 높은 금속 온도와 내부 냉각의 조합으로 인해 급격한 열 구배가 발생하므로 하중을 전달하는 주조 벽에는 다공성이 없어야 합니다. 방사형 튜브는 유사한 조건에 직면합니다. 최대 금속 온도는 1100°C에 가깝고 버너 설정에 따라 내부의 산화 또는 환원 분위기가 있습니다.

화학 및 석유화학 프로젝트에서는 온도와 부식이 혼합됩니다. 이러한 응용 분야에서 CD3MN 2205 및 CF3M 316L과 같은 오스테나이트 및 이중 주조 튜브는 산성 및 염화물 함유 환경 모두에서 단단히 유지되어야 하는 슬리브 및 교환기 구성 요소를 보호합니다.

2205(CD3MN) 펌프용 부식 방지 슬리브 2205 듀플렉스 스테인리스 스틸로 제작된 이 슬리브는 피팅, 염화물 부식 및 응력 부식에 강합니다. 이 제품은 강산, 알칼리 및 기타 부식성 액체를 처리하는 펌프 시스템에 적합하여 긴 사용 수명과 기계적 안정성을 보장합니다. 제품보기 →

부품이 조기에 고장나는 이유와 이를 방지하는 방법

내열강 주물의 조기 파손은 일반적으로 각각 실용적인 대책이 있는 네 가지 메커니즘 중 하나로 거슬러 올라갑니다.

• 열피로균열은 날카로운 모서리와 급격한 단면 변화에서 시작됩니다. 강성을 점차적으로 분산시키고 설계가 허용하는 모든 위치에 반경을 추가합니다.
• 산화 스케일링은 시간이 지남에 따라 내력벽을 감소시킵니다. 대기가 공격적인 경우 2년 후 단면 손실을 발견하는 대신 수명 시작 시 부식 허용치를 추가하십시오.
• 침탄은 합금을 연성에서 취성으로 변화시킵니다. 용광로 대기에 탄소가 풍부한 경우 예정된 간격으로 예비 샘플에서 탄소 픽업을 모니터링하고 연성이 안전한 수준 아래로 떨어지기 전에 교체를 계획하십시오.
• 크리프 변형은 실제 금속 온도를 따릅니다. 제어 열전대는 합금이 아닌 용해로 분위기를 읽습니다. 측정된 부품 온도에 따른 기본 수명 예측.

내열강 주조는 용광로와 동일한 규율, 즉 명확한 작동 조건, 통제된 재료 및 정직한 검사 데이터를 보상합니다. 등급, 공정 및 형상이 하나의 시스템으로 지정되면 용광로 부품은 더 이상 긴급 고장이 아니며 예정된 유지 관리가 됩니다. 그렇지 않은 경우 교체 주문은 처음부터 다시 시작됩니다.