June 12, 2025
ความแตกต่างของประสิทธิภาพของหน้าแปลนที่ทำจากวัสดุที่แตกต่างกันในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงนั้นส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในความสามารถในการรักษาความแข็งแรงความต้านทานออกซิเดชันความต้านทานการคืบความเสถียรทางความร้อนและความเข้ากันได้ปานกลาง ฯลฯ การวิเคราะห์ต่อไปนี้ดำเนินการจากหมวดหมู่วัสดุทั่วไป:
I. หน้าแปลนเหล็กคาร์บอน (เช่น Q235, 20# เหล็ก): ตัวเลือกพื้นฐานของสถานการณ์อุณหภูมิต่ำและปานกลาง
ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงจะลดทอนลงอย่างเห็นได้ชัด
อุณหภูมิการใช้งานของเหล็กกล้าคาร์บอนมักจะไม่เกิน 425 ℃และความแข็งแรงของผลผลิตจะลดลงมากกว่า 30% เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 350 ℃ (เช่นความแข็งแรงของผลผลิต 20# เหล็กหยดจาก 245mpa ถึง 180mpa ที่ 400 ℃) เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 350 ℃ความแข็งแรงของผลผลิตจะลดลงมากกว่า 30% (เช่นความแข็งแรงของผลผลิตเหล็ก 20# ลดลงจาก 245MPa เป็น 180mpa ที่ 400 ℃) ถ้ามันยังคงทำงานสูงกว่า 450 ℃ขนาดเกรนอาจขยายใหญ่ขึ้นเนื่องจาก“ pearlite spheroidization” ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การแตกหักของคืบคลาน
ความต้านทาน จำกัด ต่อการเกิดออกซิเดชัน
เหล็กกล้าคาร์บอนที่ 300 ℃เหนือจุดเริ่มต้นของการเกิดออกซิเดชันอย่างรวดเร็วพื้นผิวของการก่อตัวของชั้น Fe ₃ o ₄ออกไซด์ที่หลวมยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นอัตราการเกิดออกซิเดชันที่เร็วขึ้น (เช่น 500 ℃เมื่ออัตราการเกิดออกซิเดชันของ 300 ℃คือ 5 ครั้ง) หากสื่อมีกำมะถันหรือไอน้ำการกัดกร่อนออกซิเดชันจะทำให้รุนแรงขึ้น
ประการที่สองหน้าแปลนสแตนเลสสตีลออสเทนนิติก (304/316 ฯลฯ ): ฉากการกัดกร่อนอุณหภูมิสูงหลัก
ความต้านทานอุณหภูมิสูงและความต้านทานออกซิเดชันดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน
304 อุณหภูมิการใช้สแตนเลสสตีลขีด จำกัด สูงสุดประมาณ 870 ° C, 316L เนื่องจากองค์ประกอบโมลิบดีนัมใน 650 ° C ต่ำกว่าสามารถรักษาความแข็งแรงที่ดี (ความแข็งแรงของผลผลิต≥ 120mpa) และความต้านทานออกซิเดชันดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ อัตราการออกซิเดชั่นที่ต่ำกว่า 90% กว่าเหล็กกล้าคาร์บอนที่ 800 ℃)
หลักการ: ความเสถียรขององค์กรออสเทนนิติกทำให้มีแนวโน้มที่จะมีแนวโน้มที่จะเป็นทรงกลมของไข่มุกที่อุณหภูมิสูงและองค์ประกอบโครเมียม (18%~ 20%) ก่อตัวเป็นฟิล์มCr₂o₃ออกไซด์ที่หนาแน่นป้องกันการแพร่กระจายของอะตอมออกซิเจน
ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง
การกัดกร่อนที่ไวต่อความรู้สึก: หากใช้เป็นเวลานานในช่วง 450 ~ 850 ° C, 304 สแตนเลสอาจนำไปสู่การกัดกร่อนแบบขยายได้เนื่องจากการตกตะกอนของคาร์ไบด์ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงโดย "การรักษาด้วยเสถียรภาพ"
ข้อ จำกัด การคืบ: สูงกว่า 650 ℃อัตราการเปลี่ยนรูปแบบคืบของสแตนเลสสตีลออสเทนนิกเร่งการออกแบบจำเป็นต้องลดความเครียดที่อนุญาต (เช่น 316L ใน 700 ℃เมื่อความเครียดที่อนุญาตเพียง 15% ของอุณหภูมิห้อง)
ประการที่สามหน้าแปลนเหล็กเพล็กซ์ (2205, 2507, ฯลฯ ): อุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งของตัวเลือกที่ประหยัดต้นทุน
คุณสมบัติเชิงกลอุณหภูมิสูงระหว่างเหล็กกล้าคาร์บอนและสแตนเลสออสเทนนิติก
2205 เหล็กเพล็กซ์มักจะเป็น≤ 300 ° C, Super Duplex Steel 2507 สามารถเป็น 350 ° C และความแข็งแรงของผลผลิตที่ 300 ° C ยังคงอยู่ที่มากกว่า 400mpa (304 สแตนเลสสตีล 2 ครั้ง) 15% ที่อุณหภูมิห้อง) ℃, เฟอร์ไรต์เฟสความต้านทานการคืบลดลงความแข็งแรงของเร็วกว่าสแตนเลสออสเทนนิติก
สี่หน้าแปลนเหล็กโครเมียมและโมลิบดีนัม (15crmo, p91 ฯลฯ ): อุณหภูมิสูงและสภาพการทำงานของแรงดันสูงของวัสดุหลัก
ความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงและความต้านทานการคืบเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
เหล็ก 15crmo (โครเมียม 1%~ 1.5%, โมลิบดีนัม 0.5%) สามารถใช้ที่อุณหภูมิสูงถึง 550 ° C, 500 ° C เมื่อความแข็งแรงของผลผลิตยังคงอยู่ที่มากกว่า 200MPa; เกรดที่สูงขึ้นของเหล็ก P91 (9% โครเมียม + โมลิบดีนัม 1%) สามารถอยู่ในระยะยาว 650 ° C การดำเนินการต่อไปนี้ความแข็งแรงของการแตกหักครีพคืบเป็นมากกว่าสแตนเลสออสเทนนิติก การทำงานความแข็งแรงของการแตกหักครีพครีพคือ 15crmo 2 ครั้ง (เช่น 600 ℃ P91 100,000 ชั่วโมงของความแข็งแรงของการคืบ 100mpa, 15crmo เพียง 40mpa)
V. หน้าแปลนโลหะผสมของนิกเกิล (Inconel 625, Hastelloy C-276 ฯลฯ ): ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนอุณหภูมิสูงมาก
ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงเป็นพิเศษบดขยี้วัสดุอื่น ๆ
Inconel 625 ที่ 1093 ℃ยังสามารถรักษาความต้านทานแรงดึงได้มากกว่า 100MPa, Hastelloy C-276 สามารถทนต่อการเกิดออกซิเดชันได้ที่ 1200 ℃และต่ำกว่าและที่อุณหภูมิสูงของชีวิตการแตกหักของคืบสูงถึง 10 ล้าน Creep Fracture Life สูงถึง 100,000 ชั่วโมงขึ้นไป (เช่น 800 ℃, C-276 ความแข็งแรงของการคืบครีพคือ 5 เท่าของ 316L)
การกัดกร่อนที่ซับซ้อนต่อต้านอุณหภูมิ“ ทุกรอบ”
ในกรดแข็งแรงอุณหภูมิสูง (เช่น 150 ℃ของกรดซัลฟูริกเข้มข้น), สื่อที่มีฟลูออรีน / คลอรีนที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูงที่มีซัลเฟอร์และก๊าซที่มีความดันสูง การกัดกร่อนการกัดกร่อนของความเครียดและการกัดกร่อนระหว่างกัน การกัดกร่อนระหว่างเกรน ตัวอย่างเช่น: อุตสาหกรรมเคมีถ่านหินในก๊าซถ่านหินที่อุณหภูมิสูง (อุณหภูมิ 650 ℃ซึ่งมี H ₂ S / Co ₂) มีเพียงหน้าแปลนโลหะผสมที่ใช้นิกเกิลเท่านั้นที่สามารถตอบสนองความต้องการของการบริการมากกว่า 20 ปี