Žáruvzdorné ocelové odlitky jsou nezbytné pro konstrukci odolných a vysoce výkonných části pecí pro tepelné zpracování . Mohou odolat dlouhodobému vystavení teplotám nad 1000 °C bez deformace, praskání nebo ztráty mechanické pevnosti.
Tyto ocelové odlitky jsou navrženy tak, aby udržely rozměrovou stabilitu, odolávaly oxidaci a poskytovaly dlouhodobou spolehlivost v průmyslových pecích používaných pro procesy kalení, žíhání a popouštění.
Žáruvzdorná ocel typicky obsahuje chrom, nikl, molybden a vanad. Chrom poskytuje odolnost proti oxidaci, nikl zvyšuje houževnatost a molybden zabraňuje měknutí při zvýšených teplotách.
Tyto odlitky si zachovávají vysokou pevnost v tahu, odolnost proti tečení a tvrdost i při zvýšených teplotách. Například typická žáruvzdorná slitina může dosáhnout pevnost v tahu 600–700 MPa při 800°C s minimální deformací při dlouhodobém provozu.
Tepelná roztažnost je kritickým faktorem pro části pece. Žáruvzdorné ocelové odlitky jsou navrženy tak, aby vystavovaly nízký koeficient tepelné roztažnosti aby se zabránilo deformaci a praskání při cyklickém zahřívání a chlazení.
Navrhování částí pece vyžaduje pečlivé vyhodnocení tepelného zatížení. Analýza konečných prvků (FEA) se běžně používá k simulaci rozložení teploty a napěťových bodů , zajišťující, že odlitky během provozu neselhávají.
Odlitky jsou tvarovány tak, aby se snížila koncentrace tepelného napětí. Silnější sekce absorbují více tepla, ale musí vyvažovat hmotnost a cenu. Postupné změny tloušťky zabraňují praskání během topných cyklů.
Žáruvzdorné odlitky často dostávají povlaky pro zvýšení odolnosti proti oxidaci a zabránění tvorby kotelního kamene. Mezi běžné úpravy patří chromování nebo povlaky na bázi keramiky pro prodloužení životnosti pece.
Po odlití se díly předehřejí, aby se odstranila zbytková pnutí. Cykly uvolňující stres při 600–700 °C po dobu několika hodin zlepšit rozměrovou stabilitu při vysokoteplotním provozu.
Vysokoteplotní rozpouštěcí žíhání rozpouští sraženiny a zajišťuje rovnoměrnou mikrostrukturu. Tento proces zvyšuje odolnost proti tečení a zabraňuje lokalizovanému měknutí v kritických součástech pece.
Popouštění při kontrolovaných teplotách vyrovnává tvrdost a houževnatost. Optimalizované temperování zabraňuje křehkému lomu při cyklickém tepelném zatížení. Tepelně zpracované odlitky mohou v průmyslových pecích spolehlivě fungovat 10–15 let.
| Majetek | Typická hodnota | Význam |
|---|---|---|
| Pevnost v tahu při 800°C | 600–700 MPa | Zajišťuje mechanickou stabilitu při vysokoteplotním namáhání |
| Odolnost proti tečení při 900 °C | 0,2–0,3 % za 1000 hodin | Zabraňuje deformaci při dlouhodobém provozu |
| Odolnost proti oxidaci při 1000°C | < 0,1 mm/rok | Minimalizuje škálování a degradaci povrchu |