Les pièces moulées en acier résistant à la chaleur sont des pièces moulées à partir d'acier allié résistant à la chaleur comme matière première. Dans des conditions de température élevée, l'acier présentant une résistance à l'oxydation, une résistance suffisante à haute température et une bonne résistance à la chaleur est appelé acier résistant à la chaleur. L'acier résistant à la chaleur peut être divisé en deux types : l'acier résistant à l'oxydation et l'acier résistant à la chaleur selon ses propriétés. L'acier anti-oxydation est également appelé acier sans peau. L'acier à haute résistance fait référence à l'acier qui présente une bonne résistance à l'oxydation à haute température et une résistance élevée à haute température. Dans le cas d'une même composition chimique, l'état brut de coulée présente une résistance thermique supérieure à l'état laminé. Les pièces moulées en acier réfractaire occupent une part importante dans le domaine des aciers réfractaires.
Certains aciers fortement alliés et résistants à la chaleur sont difficiles à traiter et à déformer. La production de pièces moulées est non seulement plus rentable que celle des produits laminés, mais les pièces moulées ont également une résistance à l'endurance plus élevée. Par conséquent, l’acier moulé résistant à la chaleur occupe une proportion considérable de l’acier résistant à la chaleur. En plus du moulage au sable, des techniques de moulage de précision peuvent également être utilisées pour obtenir des produits aux surfaces lisses et aux dimensions précises. La coulée centrifuge est souvent utilisée pour les tubes de fours à haute température destinés au craquage de l'ammoniac synthétique et de l'éthylène.
Selon la structure métallographique à l'état normalisé, l'acier moulé résistant à la chaleur peut être divisé en quatre catégories : l'acier résistant à la chaleur perlite, l'acier résistant à la chaleur martensitique, l'acier résistant à la chaleur ferritique et l'acier résistant à la chaleur austénitique.
1. Acier moulé perlitique résistant à la chaleur
Les éléments d'alliage de l'acier moulé résistant à la chaleur perlite sont principalement le chrome et le molybdène, et la quantité totale ne dépasse généralement pas 5 %. En plus de la perlite et de la ferrite, sa structure contient également de la bainite. Ce type d'acier a une bonne résistance à haute température et de bonnes performances de processus entre 500 et 600 ℃. Ils sont largement utilisés pour fabriquer des pièces résistantes à la chaleur en dessous de 600 ℃, telles que des tuyaux en acier de chaudière, des turbines à vapeur, des rotors, des fixations, des récipients à haute pression, des pipelines, etc. Les qualités typiques sont : 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12Cr2MoWVTiB, 10Cr2Mo1. , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV, etc.
Le traitement thermique des pièces moulées en acier perlite résistant à la chaleur est principalement normalisé ou trempé et revenu afin d'obtenir une structure stable, de bonnes propriétés mécaniques complètes et la résistance requise dans des conditions de température élevée.
2. Acier moulé martensitique résistant à la chaleur
La teneur en chrome de l'acier moulé martensitique résistant à la chaleur est généralement de 7 à 13 %. Il a une résistance à haute température, une résistance à l'oxydation et une résistance à la corrosion à la vapeur d'eau inférieures à 650 ℃, mais sa soudabilité est médiocre. Le 1Cr13, le 2Cr13 contenant environ 12 % de chrome et les nuances d'acier développées sur cette base telles que le 1Cr11MoV, le 1Cr12WMoV, le 2Cr12WMoNbVB et d'autres alliages sont généralement utilisés pour fabriquer des aubes, des disques, des arbres, des fixations, etc. de turbines à vapeur. De plus, 4Cr9Si2, 4Cr10Si2Mo, etc. utilisés dans la fabrication de les soupapes d'échappement pour moteurs à combustion interne sont également des aciers martensitiques résistants à la chaleur.
Le processus de traitement thermique courant pour les pièces moulées en acier martensitique résistant à la chaleur est la normalisation + le revenu.
3. Acier moulé ferritique résistant à la chaleur
L'acier moulé ferritique résistant à la chaleur contient plus de chrome, d'aluminium, de silicium et d'autres éléments, formant une structure de ferrite monophasée, qui présente une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion par les gaz à haute température, mais leur résistance à haute température est faible, à température ambiante La fragilité est plus grande et la soudabilité est mauvaise. Tels que 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2, etc. L'acier moulé ferritique résistant à la chaleur est généralement utilisé pour fabriquer des pièces qui supportent une faible charge et nécessitent une résistance à l'oxydation à haute température.
Le traitement thermique des pièces moulées en acier ferritique résistant à la chaleur adopte généralement un recuit afin de soulager les contraintes, puis un refroidissement rapide (afin de traverser rapidement la zone fragile de 400 à 500 ℃).
4. Acier moulé austénitique résistant à la chaleur
L'acier moulé austénitique résistant à la chaleur contient plus d'éléments formant de l'austénite tels que le nickel, le manganèse, l'azote, etc., à des températures supérieures à 600 °C, il a une bonne résistance à haute température et une bonne stabilité structurelle, ainsi que de bonnes performances de soudage. Habituellement utilisé comme matériau résistant à la chaleur qui fonctionne au-dessus de 600°C. Les qualités typiques sont 1Cr18Ni9Ti (321), 1Cr23Ni13 (309), 0Cr25Ni20 (310S), 1Cr25Ni20Si2 (314), 2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4Cr14Ni14W2Mo, etc.
L'acier anti-oxydation austénitique peut être traité avec un traitement thermique en solution à haute température pour obtenir une bonne déformation à froid. L'acier austénitique à haute résistance est d'abord traité avec un traitement en solution à haute température, puis un traitement de vieillissement est effectué à 60-100 ℃ plus élevé que la température d'utilisation pour stabiliser la structure et précipiter la deuxième phase pour renforcer la matrice.
Utilisations de pièces moulées en acier résistant à la chaleur
L'acier résistant à la chaleur est souvent utilisé pour fabriquer des pièces et des composants qui fonctionnent à des températures élevées dans des secteurs industriels tels que les chaudières, les turbines à vapeur, les machines électriques, les fours industriels et les industries aéronautique et pétrochimique. En plus de la résistance à haute température et de la résistance à l'oxydation et à la corrosion à haute température, ces pièces nécessitent également une ténacité suffisante, une bonne maniabilité et soudabilité, ainsi qu'un certain degré de stabilité structurelle en fonction des différentes utilisations.
Certaines qualités d'acier allié résistant à la chaleur et leurs applications | |
| Nuance d'acier | Température réalisable et applications |
| 00Cr12 | Température d'antioxydation 600 ~ 700 ℃, utilisé comme corps de vanne haute température et haute pression, brûleur |
| 0Cr13Al | Plage de température applicable 700 ~ 800 ℃, pale de compresseur de turbine à gaz |
| 1Cr17 | Anti-oxydation à des températures inférieures à 900 ℃, utilisé comme pièces et buses à haute température pour les fours |
| 1Cr12 | Résistance à l'oxydation et résistance à haute température dans la plage de température de 600 ~ 700 ℃ et utilisée pour les pièces à haute température des aubes de turbine à vapeur, des buses et des vannes de brûleur de chaudière. |
| 1Cr13 | La température de résistance à l'oxydation est de 700 ~ 800 ℃ et son utilisation est la même que celle de l'acier 1Cr12. |
| 0Cr18Ni9,1Cr18Ni9Ti | Température d'anti-oxydation inférieure à 870 ℃, peut être utilisée comme tuyau de surface de chauffage de chaudière, pièces de four de chauffage, échangeur de chaleur, four à moufle, convertisseur, buse |
| 0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb | Il résiste à la corrosion et à l'oxydation à haute température dans la plage de température de 400 à 900 ℃ et peut être utilisé pour les raccords de tuyauterie dont la température de fonctionnement est inférieure à 850 ℃. |
| 0Cr23Ni13 | Température d'antioxydation jusqu'à 980 ℃, utilisée pour le tube de fumée du brûleur, la pale de turbine à vapeur, le corps du four de chauffage, le dispositif de conversion de méthane, le dispositif de séparation à haute température |
| 0Cr25Ni20 | Température d'antioxydation jusqu'à 1035 ℃, utilisée pour chauffer les pièces du four ; pièces du système de transport de gaz avec une température de fonctionnement inférieure à 950 ℃ |
| 0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2 | La température d'antioxydation n'est pas inférieure à 870 ℃, la température de fonctionnement est de 600 ~ 750 ℃, les tubes de l'échangeur de chaleur et les raccords de four pour l'industrie chimique et le raffinage du pétrole. |
| 0Cr17Ni7Al | Pièces porteuses à haute température avec une température de fonctionnement inférieure à 550 ℃ |
Heure de publication : 10 septembre 2021