Le haghaidh páirteanna foirnéise cóireála teasa atá faoi lé teochtaí leanúnacha os cionn 900 ° C, agus an cóimhiotal ceart nicil-chróimiam (Ni-Cr) nó cóimhiotal iarainn-cróimiam-alúmanam (Fe-Cr-Al) ceart, cinneann sé saolré comhpháirte trí fhachtóir 3 go 5 . Léiríonn sonraí teip allamuigh ó 200 áis cóireála teasa tionsclaíoch nach maireann feadáin radanta déanta as 601 cóimhiotail (60% Ni, 23% Cr) 18-24 mí ag 1050 ° C, agus nach maireann 314 dhosmálta (25% Cr, 20% Ni) ach 6-8 mí faoi choinníollacha comhionanna. An chonclúid dhíreach: sonraigh cóimhiotal bunaithe ar theocht oibriúcháin, comhdhéanamh atmaisféar (inteirmeach, eisiteirmeach nó bhfolús), agus minicíocht rothaíochta teirmeach - ní de réir praghais.
Páirteanna foirnéise a chóireáil teasa atá déanta as cúig theaghlach cóimhiotal príomhúil, gach ceann acu le huasteochtaí seirbhíse leanúnacha ar leith. Tá 309 dhosmálta (23% Cr, 13% Ni) rátáilte go dtí 980°C uasta; 310 dhosmálta (25% Cr, 20% Ni) go 1100 ° C; 601 cóimhiotal (60% Ni, 23% Cr) go 1200 ° C; 602 cóimhiotal (65% Ni, 25% Cr, 2.3% Al) go 1250 ° C; agus cóimhiotail Fe-Cr-Al (APM, Kanthal) go 1350°C . Má sháraítear na teochtaí seo ar feadh fiú 50 uair an chloig is cúis le ocsaídiú tapa teorann gráin, laghdaítear insínteacht 80-90% agus briseadh brittle tubaisteach mar thoradh air.
\\\\| cóimhiotal | Uasteocht Leanúnach (°C) | Neart Creep ag 1000°C (MPa) | Comhoiriúnacht Atmaisféar | Feidhmchláir tipiciúla |
|---|---|---|---|---|
| 309 Dhosmálta (UNS S30900) | 980 | 4.5 | Ocsaídeach, carburizing éadrom | Ciseáin íseal-teocht, lucht leanúna |
| 310 Dhosmálta (UNS S31000) | 1100 | 7.2 | Ocsaídeach, carburizing | Feadáin radiantacha, muffles, retorts |
| Cóimhiotal 601 (UNS N06601) | 1200 | 12.5 | Ocsaídeach, carburizing, nitriding | Feadáin radiantacha ardteochta, daingneáin |
| Cóimhiotal 602 (UNS N06602) | 1250 | 18.0 | Gach atmaisféar ach amháin laghdú | Retorts, daingneáin ard-strus |
| Fe-Cr-Al (m.sh., APM) | 1350 | 25.0 | Ocsaídiú amháin (ní carburizing) | Eilimintí téimh, muffles ardteochta |
Maidir le foirnéisí folúis a oibríonn faoi bhun 1300 ° C, is fearr le cóimhiotail moluibdín (TZM) nó graifít ná cóimhiotail nicil-bhunaithe mar gheall ar imní galúcháin. Lasmuigh de chóimhiotail nicile-bhunaithe i bhfolús os cionn 1050 ° C, éillíonn an crios oibre le gal nicil a thaisceann ar dhromchlaí an phíosa oibre , rud a fhágann dídhathú agus éilliú cóimhiotal féideartha ar ábhair íogaire cosúil le tíotáiniam nó sár-chóimhiotail.
Cuireann an t-atmaisféar foirnéise isteach go mór ar shaolré codanna foirnéise cóireála teasa. In atmaisféir ocsaídeacha (aer, sceite ocsaigin-saibhir), cruthaíonn gach cóimhiotail ciseal ocsaíd chosanta (Cr₂O₃ ar chóimhiotail Ni-Cr, Al₂O₃ ar chóimhiotail Fe-Cr-Al). In atmaisféir carburizing (CO, CH₄, gás inteirmeach), foirmíonn cairbídí cróimiam ag teorainneacha gráin, ag ídiú cróimiam agus ag laghdú friotaíocht ocsaídiúcháin 70-85% laistigh de 500 uair an chloig. . Maidir le foirnéisí carburizing, sonraigh 601 nó 602 cóimhiotail le breisiú yttrium 0.1-0.2%, a chobhsaíonn an ciseal ocsaíd agus a leathnaíonn an saol 2-3x i gcomparáid le 310 dhosmálta.
Tá atmaisféir nítriding (amóinia, saibhir i nítrigin) go háirithe ionsaitheach. Ag 850 ° C in atmaisféar nítriding, forbraíonn 310 dhosmálta ciseal nítríde domhain 200-300 miocrón laistigh de 200 uair an chloig, ag éirí brittle agus crack-seans maith . Maidir le foirnéisí nítríde, sonraigh 601 cóimhiotal le breisiú tíotáiniam (1-2%) a fhoirmíonn nítrídí tíotáiniam cobhsaí ar an dromchla, rud a chuireann moill ar nítridation inmheánach. Feidhmíonn cóimhiotail Fe-Cr-Al go dona in atmaisféir nítríde - cruthaíonn foirmiú nítríde alúmanam go mbíonn breabú mór agus spalling. Maidir le timthriallta carburizing-nítriding comhcheangailte, níl ach 602 cóimhiotail nó cóimhiotail nicil-cróimiam-cóbalt (Ni-Cr-Co) oiriúnach.
Is iad feadáin radiantacha na codanna foirnéise cóireála teasa is mó a mbíonn teipthe orthu, de ghnáth go dteipeann orthu trí dhífhoirmiú sraoilleach (sagging) nó scoilteadh tuirse teirmeach. Tarlaíonn teip creep nuair a sháraíonn teocht bhalla an fheadáin neart réabtha 10,000 uair an chloig an chóimhiotail . Maidir le feadán radanta 310 dhosmálta ag 1050 ° C, níl an neart réabtha 10,000 uair an chloig ach 5 MPa, agus is é 2-3 MPa an strus fonsa oibriúcháin ó bhrú dócháin inmheánaigh - ag tabhairt saolré 15,000-20,000 uair an chloig. Ag 1100 ° C, titeann neart réabtha go 2 MPa faoi strus oibriúcháin, ag laghdú an tsaoil go dtí faoi bhun 5,000 uair an chloig. Laghdaíonn ardú teochta 50°C saol an fheadáin radanta 60-75%.
Tarlaíonn teip tuirse teirmeach le linn oibriú timthriallach (tosaíonn agus stadanna go minic). Cothaíonn gach tosú fuar ar theocht oibriúcháin brú plaisteach 0.2-0.4% i mballa an fheadáin . Seasann feadáin radanta 1,000-2,000 timthriallta sula dtosaítear scoilteanna tuirse ag an seam táthaithe nó ag criosanna imbhuailte dóire. Maidir le hiarratais le múchadh laethúil (foirnéisí baisc, siopaí poist cóireála teasa), sonraigh ballaí feadáin níos tiús (6mm ar a laghad le haghaidh 310, 4.5mm le haghaidh 601) nó feadáin finned táthaithe a laghdaíonn grádáin teirmeach. Maidir le foirnéisí leanúnacha (oibríocht 24/7), tá tiús balla caighdeánach 4mm leordhóthanach.
Caithfidh muffles (imfháluithe cosanta timpeall an chrios oibre) agus retorts (soithí séalaithe le haghaidh próiseála atmaisféar rialaithe) seasamh in aghaidh saobhadh faoi féin-mheáchan agus grádáin teirmeach. 310 muffles dhosmálta taithí sag intomhaiste tar éis 6-12 mhí ag 1050 ° C mar gheall ar creep, a éilíonn straightening nó a athsholáthar . Chun an saol muffle a leathnú, sonraigh 602 cóimhiotal a bhfuil 2.5x an neart creep de 310 ag 1050 ° C. I gcás muffles móra (os cionn 1.5m ar leithead), cuir stiffeners fadaimseartha (50mm x 10mm easnacha táthaithe gach 300mm) a ardaíonn modulus alt 300-400% gan ach 15% meáchan breise.
Rátáil brú retort: le haghaidh próisis brú dearfacha (os cionn 0.5 barra), sonraigh 601 nó 602 cóimhiotail le seams lán-treá táthaithe dúbailte. Teipeann seams aon-táthaithe i retorts de bharr réabfaidh creep ag 1/3 shaol na seams táthaithe dúbailte . Maidir le frithbhearta i bhfolús (oibríocht faoi bhun 1 mbar), sonraigh ábhar atá leáite i bhfolús-stua (VAR) chun cuimsiú gáis a thagann chun bheith ina bhfoinsí sceite a bhaint. Laghdaíonn cóimhiotal VAR 601 an ráta eisghásaithe ó 10⁻³ go 10⁻⁵ mbar·L/s·cm², rud atá ríthábhachtach le haghaidh feidhmeanna ardfholús amhail prásáil nó anáil feistí leighis.
Bíonn taithí ag daingneáin cóireála teasa (tacaí, ciseáin, tráidirí) ar strus teirmeach agus ar lódáil meicniúil araon ó mheáchan an phíosa oibre. Le haghaidh cóireála teasa cuspóir ginearálta faoi bhun 1000 ° C, soláthraíonn 310 miotail leathnaithe dhosmálta nó leathán bréifneach cothromaíocht éifeachtach ó thaobh costais de neart agus friotaíocht ocsaídiúcháin . Le haghaidh seirbhíse os cionn 1050°C, sonraigh 601 teilgin cóimhiotail nó ciseáin slata monaraithe. Tá neart creep 20-30% níos airde ag comhpháirteanna Cast 601 ná na coibhéisí saoirsithe mar gheall ar struchtúr gráin aonfhoirmeach, ach costas 40-60% níos mó.
Déanann dearadh daingneáin mais a íoslaghdú (a ionsúnn teas agus a leathnaíonn amanna timthriall) agus neart á chothabháil. Is é an limistéar oscailte is fearr le haghaidh ciseáin agus tráidirí 65-75% oscailte . Faoi bhun 60% oscailte, méadú ar amanna timthriall de 15-25% mar gheall ar na bloic daingneán aistriú teasa radanta. Os cionn 80% oscailte, níl rigidity struchtúrach ag an daingneán agus déanann sé saobhadh tar éis 10-20 timthriall. Maidir le comhpháirteanna tanaí-ballaí (faoi thiús 2mm), sonraigh greille tacaíochta tomhais tanaí ar leith (1.5mm 310 dhosmálta) a chuireann cosc ar shaobhadh páirte gan mais teirmeach iomarcach.
Is iad na heilimintí téimh na codanna foirnéise cóireála teasa is minice a athsholáthrófar, le saolréanna tipiciúil 12-36 mí ag brath ar na coinníollacha oibriúcháin. Tá eilimintí Ni-Cr (80% Ni, 20% Cr) caighdeánach le haghaidh teochtaí suas le 1200 ° C , ag tairiscint friotaíocht ocsaídiúcháin maith agus neart meicniúil. Feidhmíonn eilimintí Fe-Cr-Al (m.sh., APM, Kanthal A-1) suas go dtí 1350 ° C ach tá siad níos sobhriste agus so-ghabhálach i leith turrainge teirmeach. Cruthaíonn eilimintí Fe-Cr-Al ciseal daingean ocsaíd alúmanaim atá inslithe go leictreach - má théann an eilimint i dteagmháil le sliogán na foirnéise, ní ghearrfaidh sé ciorcad gearr, ach cruthaíonn an insliú róthéamh logánta a leánn an eilimint ag an bpointe teagmhála.
I gcás atmaisféir carburúcháin, tá eilimintí Ni-Cr mí-oiriúnach - idirleata carbóin isteach sa nicil, a fhoirmíonn cairbíd nicil agus is cúis le breabú tapa. In atmaisféir carburizing, sonraigh eilimintí Fe-Cr-Al le hábhar ard alúmanaim (5-6%) . Maidir le foirnéisí folúis, sonraigh eilimintí moluibdín nó tungstain, ní Ni-Cr nó Fe-Cr-Al, a bhfuil brú ró-ghalar ag coinníollacha folúis. Feidhmíonn eilimintí moluibdín go 1300°C ach éiríonn siad brittle faoi 200°C (trasdul insínte-go-brittle), a éilíonn láimhseáil chúramach le linn cothabhála foirnéise fuar.
Is iad welds an pointe is laige in aon chuid foirnéise cóireála teasa. Is ionann teip Weld agus 45-50% de na teipeanna uile feadáin radiantacha agus muffle . Ní mór gach welds ardteochta a dhéanamh le miotail filler meaitseála - trí úsáid a bhaint as 309 filler ar 310 bonnmhiotal laghdaítear an neart creep 40-50% ag 1050 °C. Le haghaidh 601 cóimhiotail, bain úsáid as 601 filler nó filler nicil-cróimiam ERNiCr-3. I gcás cóimhiotail Fe-Cr-Al, tá an táthú thar a bheith deacair (réamhthéamh go 300 ° C ag teastáil) agus ba chóir é a sheachaint - sonraigh dúntóirí meicniúla nó dearaí teilgthe ina ionad sin.
Tá cóireáil teasa iar-táthaithe (PWHT) ag teastáil le haghaidh gach welds cóimhiotail Ni-Cr atá níos mó ná 6mm tiubh. PWHT ag 980 ° C ar feadh 2 uair in aghaidh an 25mm de thiús laghdaíonn sé an strus iarmharach agus dúbailt saol creep weld . Gan PWHT, tarlaíonn scoilteadh táthú i 25-50% de shaolré an bhunmhiotail. Le haghaidh deisiúcháin pháirce (táthú feadáin nó muffles radanta scoilte in-situ), bain úsáid as próiseas táthú íseal-hidrigine agus faoiseamh ó strus go háitiúil le tóirse go 700-800 ° C - níl sé oiriúnach, ach laghdaítear an riosca scoilte láithreach 50-60%. Is fearr i gcónaí athsholáthar a dhéanamh ar chomhpháirteanna a oibríonn os cionn 1000 ° C.
Maidir le páirteanna foirnéise cóireála teasa, is minic a bhíonn timthriall teirmeach níos mó dochair ná teocht seasta-stáit. Spreagann gach athrú teochta 100°C thart ar 0.1% brú plaisteach i 310 dhosmálta . Tá brú plaisteach carntha os cionn 2% ina chúis le scoilteadh tuirse beag beann ar an teocht oibriúcháin. I gcás foirnéisí baisc ag rothaíocht ó chomhthimpeallach go 1050 ° C (1000 ° C ΔT), is é an brú plaisteach spreagtha thart ar 1.0% in aghaidh an timthrialla. Mar sin, sroichfidh comhpháirt dhosmálta 310 brú carntha 2% tar éis 2 thimthriall - ag míniú cén fáth a bhfuil saol i bhfad níos giorra ag páirteanna foirnéise baisc ná páirteanna foirnéise leanúnacha.
Chun damáiste timthriall teirmeach a mhaolú, bain úsáid as cóimhiotail le comhéifeacht íseal leathnú teirmeach (CTE). Tá CTE de 15 µm/m·K vs. 18 µm/m·K ag cóimhiotail Fe-Cr-Al le haghaidh 310 dhosmálta —laghdú 17% ab ionann agus 30-40% níos lú brú teirmeach in aghaidh an timthrialla. I gcás feidhmeanna ard-timthriallta (foirnéisí baisc le 10 dtimthriall in aghaidh an lae), sonraigh Fe-Cr-Al ainneoin costas ábhair níos airde ($30-50/kg vs. $15-25/kg le haghaidh 310). Tugann an síneadh saoil ó 1,000 go 3,000 timthriall údar leis an bpréimh laistigh de 6-12 mhí.
Tá sreabháin a úsáidtear in oibríochtaí prásála agus sádrála thar a bheith creimneach do chodanna foirnéise cóireála teasa. Ionsaíonn floscanna fluairíd-bhunaithe sraitheanna ocsaíd chróimiam, rud a fhágann ocsaídiú tubaisteach laistigh de 10-20 uair ag 1100 °C . Le haghaidh foirnéisí prásála, bain úsáid as muffle nó retort ar leith atá líneáilte le criadóireacht alúmana (Al₂O₃) nó mullite chun comhpháirteanna miotalacha a chosaint. Más rud é go gcaithfidh comhpháirteanna miotalacha a bheith faoi lé flosc, sonraigh 602 cóimhiotal a fhoirmíonn ciseal ocsaíd cróimiam níos cobhsaí, ach glac le saolré laghdaithe - ag súil le 3-6 mhí seachas 12-24 mí.
Truaillíonn ábhar salaithe ó phíosaí oibre (olaí meaisínithe, bealaí, péinteanna) san fhoirnéis agus imoibríonn siad le dromchlaí comhpháirte. Saorann paraifíní clóirínithe (coitianta i leachtanna gearrtha) gás clóirín ag 800-1000 ° C, a imoibríonn le cróimiam chun clóiríd cróimiam so-ghalaithe a fhoirmiú , ag ídiú go tapa ar an gciseal ocsaíd chosanta. Maidir le foirnéisí a phróiseálann páirteanna olacha, suiteáil crios dóite (réamhthéite 600-700 ° C) ina mbaintear so-ghalaithe sula dtéann páirteanna isteach sa chrios ardteochta. Laghdaíonn sé seo creimeadh comhpháirte 60-80% agus leathnaíonn sé saol feadán radanta ó 12 go 24-30 mí.
Coscann iniúchadh rialta ar chodanna foirnéise cóireála teasa teipeanna tubaisteacha a dhéanann damáiste don táirge agus a éilíonn downtime éigeandála. Déan feadáin radiantacha a iniúchadh gach 3 mhí chun tiús balla a laghdú trí úsáid a bhaint as tomhas tiús ultrasonaic . Feadán a chaill 25% dá thiús balla bunaidh (m.sh., ó 4mm go 3mm) tá níos lú ná 20% dá shaol scealptha fágtha - athsholáthar sceidil laistigh de 1-2 mhí. Mar an gcéanna, tomhas saobhadh muffle le ciumhais dhíreach; léiríonn sag atá níos mó ná 15mm trasna réise 2m teip láithreach.
Maidir le daingneáin agus ciseáin, aimsíonn iniúchadh amhairc gach 1-2 sheachtain scoilteadh roimh theip tubaisteach. Ní mór comhpháirt a bhaint láithreach as scoilteanna atá os cionn 25mm ar fad nó scoilteanna trí bhalla . Is féidir scoilteanna beaga (faoi 10mm) a stopadh-druileáil (trastomhas 3mm ag gach barr crack) chun iomadú a chosc, ach ba cheart go ndéanfaí athsholáthar laistigh de 3 mhí. Coimeád fardal de shábha criticiúla: le haghaidh foirnéise leanúnach, stoc sraith iomlán amháin feadáin radanta móide 50% de na daingneáin. De ghnáth is é an t-am luaidhe do chomhpháirteanna cóimhiotail 601 saincheaptha ná 12-16 seachtaine; Cosnaíonn downtime neamhphleanáilte gan spares $5,000-20,000 in aghaidh an lae i dtáirgeadh caillte.
Cuireann uasghrádú ó 310 dhosmálta go 601 cóimhiotail 50-80% le costas na gcomhpháirteanna ach de ghnáth leathnaíonn sé an saol 3-4x. Cosnaíonn feadán radanta dhosmálta $10,000 310 a mhaireann 12 mhí $10,000 in aghaidh na bliana; cosnaíonn feadán cóimhiotail $17,000 601 a mhair 48 mí $4,250 in aghaidh na bliana - coigilteas bliantúil 58% . Maidir le hiarratais ardteochta (os cionn 1075 ° C), tá an síneadh saoil ó 310 go 601 níos drámatúla: ní fhéadfaidh 310 maireachtáil ach 3-4 mhí, agus maireann 601 24-30 mí, rud a fhágann laghdú costais bhliantúil 80-85%.
Uasghrádú roghnach: cuir cóimhiotail de ghrád níos airde in ionad na gcomhpháirteanna crios teo (dóirí nó eilimintí téimh is gaire) agus cóimhiotail chaighdeánach á n-úsáid i gcriosanna níos fuaire. Cosnaíonn bloc dóire cóimhiotail 602 (an chéad 500mm de fheadán radiantach) in éineacht le 310 dhosmálta ar feadh an fad feadán atá fágtha 30% níos mó ná uile-310 ach leathnaíonn sé saol iomlán an fheadáin 100-150% . Ar an gcaoi chéanna, bain úsáid as 602 cóimhiotal don tsraith íochtair de chiseáin (crios is teo) agus 310 do na sraitheanna uachtaracha. Uasmhéadaíonn an cur chuige hibrideach seo éifeachtúlacht costais le haghaidh foirnéisí ilchriosacha ina n-athraíonn an teocht 100-200 °C trasna an limistéir oibre.
Tá athsholáthar coisctheach ar chodanna foirnéise cóireála teasa le linn múchadh sceidealta i bhfad níos saoire ná athsholáthar éigeandála. I gcás 310 feadáin radanta dhosmálta, athsholáthar sceidil ag 18 mí fiú mura bhfuil aon mhainneachtain infheicthe ann . Léiríonn sonraí allamuigh go dteipeann 85% de 310 feadáin idir 18-24 mí; cuireann athchur ag 18 mí cosc ar 5 as 6 theip a tharlódh mar éigeandálaí. Le haghaidh 601 feadáin, sceideal ag 36 mí. Coinnigh taifid saolré do gach crios foirnéise - is minic go dteipeann ar chrios amháin 2-3x níos tapúla ná a chéile mar gheall ar éagsúlachtaí teochta.
Comhordú a dhéanamh ar athsholáthar le cothabháil teasfhulangach agus dóire. Cosnaíonn múchadh amháin chun feadáin radanta a athsholáthar, teasfhulangacha athlíneacha, agus dóirí seirbhíse a chosnaíonn $15,000-30,000 i dtáirgeadh caillte . Cosnaíonn trí mhúchadh ar leith $45,000-90,000. Déan athsholáthar comhpháirteanna a phleanáil ar thimthriall 12-18 mí le haghaidh páirteanna ríthábhachtacha, agus cuachta gach cothabháil crios te isteach i múchadh bliantúil amháin 5-7 lá. I gcás foirnéisí a fheidhmíonn 24/7, tá údar maith leis an gcostas táirgthe caillte a bhainfeadh le múchadh 7 lá ($35,000-140,000 ag brath ar luach an táirge) trí 3-4 briseadh neamhphleanáilte a chosc a d’fhágfadh gach ceann díobh 2-5 lá d’am neamhfhónaimh éigeandála.