Trong các ngành công nghiệp sản xuất hóa chất, năng lượng, đóng tàu và nhiệt độ cao, Các bộ phận đúc bằng thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận chính như van, vỏ bơm và đầu nối ống. Những bộ phận này thường cần phải hoạt động trong một thời gian dài trong môi trường khắc nghiệt nơi có nhiệt độ cao, áp suất cao và môi trường ăn mòn cùng tồn tại. Do đó, làm thế nào để đạt được sự đảm bảo kép về sức mạnh cao và khả năng chống ăn mòn trong điều kiện nhiệt độ cao đã trở thành một vấn đề cốt lõi trong thiết kế và lựa chọn các vật đúc bằng thép không gỉ.
1. Lựa chọn vật liệu xác định cơ sở hiệu suất
Lý do tại sao đúc thép không gỉ có thể duy trì hiệu suất tốt ở nhiệt độ cao có liên quan chặt chẽ với thành phần hợp kim được sử dụng. Thép không gỉ nhiệt độ cao phổ biến bao gồm:
Thép không gỉ Austenit (như CF8C, 316 CAST): có điện trở oxy hóa tốt và khả năng chống leo, phù hợp với điều kiện làm việc trên 600;
Thép không gỉ song công (như CD3MN): có cả khả năng chống ăn mòn ion cường độ cao và clorua, phù hợp cho môi trường biển và thiết bị hóa học;
Thép không gỉ ferritic/martensitic (như 410SCA): Mặc dù khả năng chống ăn mòn hơi kém so với austenite, nó có cường độ cao và chi phí thấp, và hoạt động tốt ở các phần nhiệt độ trung bình và thấp và nhiệt độ cao.
Bằng cách lựa chọn hợp lý các loại hợp kim và tối ưu hóa hàm lượng của các yếu tố như carbon, niken, crom và molypden, khả năng chống oxy hóa và kháng ăn mòn ở nhiệt độ cao có thể được cải thiện trong khi đảm bảo độ bền kéo.
2. Tối ưu hóa cấu trúc tổ chức thông qua quá trình đúc
Hiệu suất của các vật đúc bằng thép không gỉ không chỉ phụ thuộc vào chính vật liệu mà còn vào quá trình đúc. Công nghệ đúc chính xác hiện đại và đúc cát có thể cải thiện hiệu suất nhiệt độ cao theo những cách sau:
Kiểm soát luyện kim: Sử dụng công nghệ làm nóng cảm ứng chân không hoặc điện âm để giảm các vùi và cải thiện độ tinh khiết của kim loại;
Tinh chỉnh hạt: Thêm các yếu tố vi lượng như titan và niobi để tinh chỉnh cấu trúc hạt và tăng cường khả năng chống biến dạng nhiệt độ cao;
Tăng cường xử lý nhiệt: Cải thiện cấu trúc vi mô thông qua xử lý điều trị điều trị bằng phương pháp điều trị, cải thiện độ ổn định của sức mạnh và chống ăn mòn;
Xử lý bề mặt: chẳng hạn như phun cát, thụ động, đánh bóng và các quá trình khác để tăng cường mật độ bề mặt và giảm điểm bắt đầu ăn mòn.
Các quy trình này có nghĩa là hợp tác với nhau để cho phép các vật đúc bằng thép không gỉ duy trì tính chất cơ học tuyệt vời và độ ổn định hóa học trong môi trường nhiệt độ cao.
3. Thiết kế kết cấu thích nghi với điều kiện nhiệt độ cao
Ngoài các vật liệu và quy trình, thiết kế hình học của các vật đúc cũng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất dịch vụ của chúng dưới nhiệt độ cao:
Sườn tăng cường và cấu trúc hỗ trợ: cải thiện độ cứng tổng thể và ngăn ngừa biến dạng hoặc nồng độ ứng suất do sự giãn nở nhiệt;
Tối ưu hóa kênh dòng chảy: Giảm sức cản dòng chảy trung bình và giảm nguy cơ xói mòn và ăn mòn cục bộ;
Kiểm soát chính xác của mặt bích và bề mặt niêm phong: Đảm bảo kết nối chặt chẽ ở nhiệt độ cao để tránh ăn mòn hoặc thất bại do rò rỉ;
Dự trữ khoảng cách mở rộng nhiệt: Ngăn chặn gây nhiễu hoặc nứt do thay đổi nhiệt độ.
Những cân nhắc thiết kế này cho phép các vật đúc bằng thép không gỉ không chỉ chịu được những thách thức về thể chất do nhiệt độ cao, mà còn chống lại sự xói mòn hóa học một cách hiệu quả.
Lý do tại sao đúc bằng thép không gỉ có thể đạt được sự thống nhất của sức mạnh cao và khả năng chống ăn mòn trong môi trường nhiệt độ cao là do lựa chọn vật liệu khoa học của chúng, công nghệ đúc tiên tiến và thiết kế kết cấu hợp lý. Nó không chỉ đáp ứng các yêu cầu cơ bản của các tính chất cơ học trong điều kiện làm việc cực đoan, mà còn cho thấy khả năng thích ứng tuyệt vời trong bảo vệ ăn mòn hóa học.
Với sự phát triển của công nghệ kỹ thuật nhiệt độ cao, các vật đúc bằng thép không gỉ sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường, sản xuất thông minh và sản xuất thiết bị cao cấp, cung cấp hỗ trợ thành phần cốt lõi vững chắc và đáng tin cậy cho các thiết bị nhiệt độ cao khác nhau.
