一- Γιατί το κάνει;δίσκος θερμικής επεξεργασίαςΠρέπει να είναι ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες;
Το δίσκο θερμικής επεξεργασίας είναι η βασική διάταξη μεταφοράς του εργασιακού τμήματος για θέρμανση, διατήρηση της θερμότητας, ψύξη και άλλες διαδικασίες.Η αντοχή του σε υψηλές θερμοκρασίες καθορίζεται από τις βασικές ανάγκες και τη λειτουργική τοποθέτηση της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίαςΟι συγκεκριμένοι λόγοι είναι οι ακόλουθοι:
1- απαιτήσεις περιβάλλοντος υψηλής θερμοκρασίας της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας
Οι βασικές διεργασίες θερμικής επεξεργασίας (όπως η θέρμανση, η αναψύξη, η εξομάλυνση, η θέρμανση κλπ.) πρέπει να διεξάγονται σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, για παράδειγμα:
Η θερμοκρασία θέρμανσης των υλικών χάλυβα είναι συνήθως 800~1200°C (όπως η θερμοκρασία θέρμανσης του μεσαίου χάλυβα άνθρακα είναι περίπου 840°C,και η θερμοκρασία θέρμανσης του χάλυβα υψηλής ταχύτητας μπορεί να φθάσει τους 1220 °C);
Η θερμοκρασία επεξεργασίας διαλύματος του κράματος αλουμινίου είναι περίπου 500~600°C.
Οι θερμοκρασίες διεργασίας της θερμικής επεξεργασίας υπό κενό, της καρβουρίσματος κλπ. είναι επίσης γενικά στην περιοχή των 500~1000°C.
Αν το υλικό δεν είναι ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες, θα οξειδωθεί γρήγορα, θα μαλακώσει, θα παραμορφωθεί ή ακόμη και θα λιώσει.προκαλώντας την πτώση του εργασιακού αντικειμένου, αποτυχία της διαδικασίας ή βλάβη του εξοπλισμού.
2Απαιτήσεις σταθερότητας για υποστρώματα
Το βάρος του εργαστηρίου σε υψηλή θερμοκρασία ασκεί συνεχές φορτίο στο δίσκο.Εάν η αντοχή του υλικού του δίσκου μειώνεται σημαντικά με την αύξηση της θερμοκρασίας (όπως η ξαφνική πτώση της αντοχής του συνηθισμένου χάλυβα πάνω από 400 °C), ενδέχεται να προκύψει κατάρρευση της δομής, με αποτέλεσμα το εργασιακό κομμάτι να αποσυνταχθεί ή να προκληθεί ατύχημα ασφάλειας.
Για παράδειγμα, σε κλίβανο συνεχούς θερμικής επεξεργασίας, ο δίσκος πρέπει να κινείται προς τα εμπρός και προς τα πίσω με τη λωρίδα μεταφοράς για μεγάλο χρονικό διάστημα.Η αντοχή στην έλξη σε υψηλές θερμοκρασίες (η ικανότητα του υλικού να παραμορφώνεται αργά κάτω από σταθερό φορτίο) είναι το κλειδί για τη διασφάλιση της σταθερότητας.
3Απαιτήσεις αντοχής στην αντιοξειδωτικότητα και τη διάβρωση
Σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, οξυγόνο στον αέρα, προστατευτικό αέριο στο φούρνο (όπως CO, CO2 στην ατμόσφαιρα καρβουρίσματος) ή μέσο σβήσισης (όπως λουτρό αλάτι,το πετρέλαιο) θα αντιδράσει χημικά με το υλικό του δίσκου, με αποτέλεσμα το ξεφλούδισμα της κλίμακας οξειδίου και το σχηματισμό οπών διάβρωσης.
Η κλίμακα του οξειδίου μπορεί να μολύνει την επιφάνεια του εργαστηρίου ή να μπλοκάρει τους σωλήνες στο φούρνο, και η διάβρωση θα αποδυναμώσει την αντοχή του δίσκου.Τα υλικά ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες (όπως το ανοξείδωτο χάλυβα και τα κράματα με βάση το νικέλιο) έχουν συνήθως καλύτερη σταθερότητα του αντιοξειδωτικού φιλμ και αντοχή στη διάβρωση.
4Οικονομική ζήτηση για επαναχρησιμοποίηση
Η θερμική επεξεργασία είναι μια διαδικασία παρτίδας, και το δίσκο πρέπει να εισάγεται και να βγαίνει επανειλημμένα από το δίσκο.φούρνος υψηλής θερμοκρασίαςΕάν το υλικό δεν είναι ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες, η συχνή αντικατάσταση των δίσκων θα αυξήσει το κόστος παραγωγής (όπως το κόστος διακοπών και το κόστος καταναλωτικών υλικών).
Για παράδειγμα, ένα δίσκο από κοινό χάλυβα άνθρακα μπορεί να απορριφθεί μετά από εκατοντάδες κύκλους υψηλής θερμοκρασίας, ενώ ένα δίσκο από κράμα ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να χρησιμοποιηθεί δεκάδες χιλιάδες φορές,με χαμηλότερο συνολικό κόστος.
二Ποια είναι η μέγιστη θερμοκρασία που μπορεί να αντέξει ένα δίσκο θερμικής επεξεργασίας;
Η μέγιστη θερμοκρασία που μπορεί να αντέξει το δίσκο εξαρτάται από τον τύπο του υλικού και την ειδική σύνθεση.
Εξαιρετικές περιπτώσεις σε ειδικά σενάρια
Τραπέζια υψηλής θερμοκρασίας από κράμα αεροδιαστημικής χρήσης: χρησιμοποιώντας μονοκρυσταλλικά κράματα με βάση το νικέλιο (όπως το Rene N5 που αναπτύχθηκε από τη NASA),που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για βραχυπρόθεσμη λειτουργία σε θερμοκρασίες άνω των 1400 °C και χρησιμοποιούνται για θερμική επεξεργασία με υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες των εξαρτημάτων κινητήρων αεροσκαφών, αλλά το κόστος είναι εξαιρετικά υψηλό.
Τα δισκία από σύνθετο υλικό: όπως μεταλλικός σκελετός + κεραμική επίστρωση (όπως επίστρωση ZrO2),μπορούν να αντέχουν θερμοκρασίες άνω των 1500 °C μέσω σχεδιασμού κλίσης και χρησιμοποιούνται σε ακραίες συνθήκες εργασίας (όπως επεξεργασία πυρηνικών υλικών).
三Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τηναντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες των δίσκων
Ταχύτητα θέρμανσης και χρόνος μόνωσης:
Η ταχεία θέρμανση (όπως η θέρμανση άνω των 50 °C ανά λεπτό) αυξάνει τη θερμική πίεση του υλικού και μπορεί να προκαλέσει ρωγμή.η μακροχρόνια μόνωση (όπως η συνεχή χρήση για περισσότερο από 10 ώρες) θα επιταχύνει την έλξη του υλικού.
Ατμόσφαιρα:
Η μείωση της ατμόσφαιρας (όπως H2), η ατμόσφαιρα καρβουρίσματος (όπως CO) ή η ατμόσφαιρα που περιέχει θείο θα μειώσει την πραγματική αντοχή θερμοκρασίας του δίσκου.Το Inconel 601 αντέχει σε καθαρό οξυγόνο 1250 °C, αλλά μπορεί να πέσει κάτω από τους 1100 °C σε ατμόσφαιρα που περιέχει θείο.
Κατάσταση επιφάνειας:
Αν υπάρχει συσσώρευση ελαίου και κλίμακας στην επιφάνεια του δίσκου, θα σχηματιστούν τοπικά καυτά σημεία, τα οποία θα επιταχύνουν την υποβάθμιση του υλικού.
4. Πώς να επιλέξετε έναΥψηλής αντοχής σε θερμοκρασίες δίσκος?
Συγκρίνετε το υλικό ανάλογα με τη θερμοκρασία της διαδικασίας:
Αν η θερμοκρασία της διαδικασίας είναι ≤ 1000°C, μπορεί να επιλεγεί ανοξείδωτος χάλυβας 310S.
Αν η θερμοκρασία είναι 1000~1300°C, προτιμούνται κράματα με βάση το νικέλιο (όπως το Inconel 601) ή κράματα σιδήρου-χρώμου-αλουμινίου.
Σε σενάρια εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών (> 1300 °C) απαιτούνται κεραμικά, γραφίτες ή σύνθετα υλικά.
Εξετάστε τον αριθμό των κύκλων και των φορτίων:
Σε σενάρια υψηλού φορτίου και υψηλής συχνότητας κύκλου (όπως οι συνεχείς γραμμές παραγωγής) απαιτούνται υλικά με υψηλή αντοχή στην έλξη (όπως το Inconel 718).
Εστίαση στην απόδοση του κόστους και το κόστος συντήρησης:
Τα κεραμικά δίσκια έχουν υψηλά αρχικά κόστη, αλλά έχουν μακρά διάρκεια ζωής και δεν απαιτούν συχνή συντήρηση· τα μεταλλικά δίσκια έχουν χαμηλότερα κόστη, αλλά απαιτούν τακτικούς ελέγχους για οξείδωση και παραμόρφωση.
Από την ανωτέρω ανάλυση προκύπτει ότι η αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες είναι η βασική απόδοση των δίσκων θερμικής επεξεργασίας,και η οριακή θερμοκρασία του καθορίζεται από τον επιστημονικό σχεδιασμό του υλικούΣτις πρακτικές εφαρμογές, είναι απαραίτητο να επιλεγούν συνολικά οι συνθήκες της διαδικασίας, η οικονομία και η αξιοπιστία.
一- Γιατί το κάνει;δίσκος θερμικής επεξεργασίαςΠρέπει να είναι ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες;
Το δίσκο θερμικής επεξεργασίας είναι η βασική διάταξη μεταφοράς του εργασιακού τμήματος για θέρμανση, διατήρηση της θερμότητας, ψύξη και άλλες διαδικασίες.Η αντοχή του σε υψηλές θερμοκρασίες καθορίζεται από τις βασικές ανάγκες και τη λειτουργική τοποθέτηση της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίαςΟι συγκεκριμένοι λόγοι είναι οι ακόλουθοι:
1- απαιτήσεις περιβάλλοντος υψηλής θερμοκρασίας της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας
Οι βασικές διεργασίες θερμικής επεξεργασίας (όπως η θέρμανση, η αναψύξη, η εξομάλυνση, η θέρμανση κλπ.) πρέπει να διεξάγονται σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, για παράδειγμα:
Η θερμοκρασία θέρμανσης των υλικών χάλυβα είναι συνήθως 800~1200°C (όπως η θερμοκρασία θέρμανσης του μεσαίου χάλυβα άνθρακα είναι περίπου 840°C,και η θερμοκρασία θέρμανσης του χάλυβα υψηλής ταχύτητας μπορεί να φθάσει τους 1220 °C);
Η θερμοκρασία επεξεργασίας διαλύματος του κράματος αλουμινίου είναι περίπου 500~600°C.
Οι θερμοκρασίες διεργασίας της θερμικής επεξεργασίας υπό κενό, της καρβουρίσματος κλπ. είναι επίσης γενικά στην περιοχή των 500~1000°C.
Αν το υλικό δεν είναι ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες, θα οξειδωθεί γρήγορα, θα μαλακώσει, θα παραμορφωθεί ή ακόμη και θα λιώσει.προκαλώντας την πτώση του εργασιακού αντικειμένου, αποτυχία της διαδικασίας ή βλάβη του εξοπλισμού.
2Απαιτήσεις σταθερότητας για υποστρώματα
Το βάρος του εργαστηρίου σε υψηλή θερμοκρασία ασκεί συνεχές φορτίο στο δίσκο.Εάν η αντοχή του υλικού του δίσκου μειώνεται σημαντικά με την αύξηση της θερμοκρασίας (όπως η ξαφνική πτώση της αντοχής του συνηθισμένου χάλυβα πάνω από 400 °C), ενδέχεται να προκύψει κατάρρευση της δομής, με αποτέλεσμα το εργασιακό κομμάτι να αποσυνταχθεί ή να προκληθεί ατύχημα ασφάλειας.
Για παράδειγμα, σε κλίβανο συνεχούς θερμικής επεξεργασίας, ο δίσκος πρέπει να κινείται προς τα εμπρός και προς τα πίσω με τη λωρίδα μεταφοράς για μεγάλο χρονικό διάστημα.Η αντοχή στην έλξη σε υψηλές θερμοκρασίες (η ικανότητα του υλικού να παραμορφώνεται αργά κάτω από σταθερό φορτίο) είναι το κλειδί για τη διασφάλιση της σταθερότητας.
3Απαιτήσεις αντοχής στην αντιοξειδωτικότητα και τη διάβρωση
Σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, οξυγόνο στον αέρα, προστατευτικό αέριο στο φούρνο (όπως CO, CO2 στην ατμόσφαιρα καρβουρίσματος) ή μέσο σβήσισης (όπως λουτρό αλάτι,το πετρέλαιο) θα αντιδράσει χημικά με το υλικό του δίσκου, με αποτέλεσμα το ξεφλούδισμα της κλίμακας οξειδίου και το σχηματισμό οπών διάβρωσης.
Η κλίμακα του οξειδίου μπορεί να μολύνει την επιφάνεια του εργαστηρίου ή να μπλοκάρει τους σωλήνες στο φούρνο, και η διάβρωση θα αποδυναμώσει την αντοχή του δίσκου.Τα υλικά ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες (όπως το ανοξείδωτο χάλυβα και τα κράματα με βάση το νικέλιο) έχουν συνήθως καλύτερη σταθερότητα του αντιοξειδωτικού φιλμ και αντοχή στη διάβρωση.
4Οικονομική ζήτηση για επαναχρησιμοποίηση
Η θερμική επεξεργασία είναι μια διαδικασία παρτίδας, και το δίσκο πρέπει να εισάγεται και να βγαίνει επανειλημμένα από το δίσκο.φούρνος υψηλής θερμοκρασίαςΕάν το υλικό δεν είναι ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες, η συχνή αντικατάσταση των δίσκων θα αυξήσει το κόστος παραγωγής (όπως το κόστος διακοπών και το κόστος καταναλωτικών υλικών).
Για παράδειγμα, ένα δίσκο από κοινό χάλυβα άνθρακα μπορεί να απορριφθεί μετά από εκατοντάδες κύκλους υψηλής θερμοκρασίας, ενώ ένα δίσκο από κράμα ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να χρησιμοποιηθεί δεκάδες χιλιάδες φορές,με χαμηλότερο συνολικό κόστος.
二Ποια είναι η μέγιστη θερμοκρασία που μπορεί να αντέξει ένα δίσκο θερμικής επεξεργασίας;
Η μέγιστη θερμοκρασία που μπορεί να αντέξει το δίσκο εξαρτάται από τον τύπο του υλικού και την ειδική σύνθεση.
Εξαιρετικές περιπτώσεις σε ειδικά σενάρια
Τραπέζια υψηλής θερμοκρασίας από κράμα αεροδιαστημικής χρήσης: χρησιμοποιώντας μονοκρυσταλλικά κράματα με βάση το νικέλιο (όπως το Rene N5 που αναπτύχθηκε από τη NASA),που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για βραχυπρόθεσμη λειτουργία σε θερμοκρασίες άνω των 1400 °C και χρησιμοποιούνται για θερμική επεξεργασία με υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες των εξαρτημάτων κινητήρων αεροσκαφών, αλλά το κόστος είναι εξαιρετικά υψηλό.
Τα δισκία από σύνθετο υλικό: όπως μεταλλικός σκελετός + κεραμική επίστρωση (όπως επίστρωση ZrO2),μπορούν να αντέχουν θερμοκρασίες άνω των 1500 °C μέσω σχεδιασμού κλίσης και χρησιμοποιούνται σε ακραίες συνθήκες εργασίας (όπως επεξεργασία πυρηνικών υλικών).
三Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τηναντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες των δίσκων
Ταχύτητα θέρμανσης και χρόνος μόνωσης:
Η ταχεία θέρμανση (όπως η θέρμανση άνω των 50 °C ανά λεπτό) αυξάνει τη θερμική πίεση του υλικού και μπορεί να προκαλέσει ρωγμή.η μακροχρόνια μόνωση (όπως η συνεχή χρήση για περισσότερο από 10 ώρες) θα επιταχύνει την έλξη του υλικού.
Ατμόσφαιρα:
Η μείωση της ατμόσφαιρας (όπως H2), η ατμόσφαιρα καρβουρίσματος (όπως CO) ή η ατμόσφαιρα που περιέχει θείο θα μειώσει την πραγματική αντοχή θερμοκρασίας του δίσκου.Το Inconel 601 αντέχει σε καθαρό οξυγόνο 1250 °C, αλλά μπορεί να πέσει κάτω από τους 1100 °C σε ατμόσφαιρα που περιέχει θείο.
Κατάσταση επιφάνειας:
Αν υπάρχει συσσώρευση ελαίου και κλίμακας στην επιφάνεια του δίσκου, θα σχηματιστούν τοπικά καυτά σημεία, τα οποία θα επιταχύνουν την υποβάθμιση του υλικού.
4. Πώς να επιλέξετε έναΥψηλής αντοχής σε θερμοκρασίες δίσκος?
Συγκρίνετε το υλικό ανάλογα με τη θερμοκρασία της διαδικασίας:
Αν η θερμοκρασία της διαδικασίας είναι ≤ 1000°C, μπορεί να επιλεγεί ανοξείδωτος χάλυβας 310S.
Αν η θερμοκρασία είναι 1000~1300°C, προτιμούνται κράματα με βάση το νικέλιο (όπως το Inconel 601) ή κράματα σιδήρου-χρώμου-αλουμινίου.
Σε σενάρια εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών (> 1300 °C) απαιτούνται κεραμικά, γραφίτες ή σύνθετα υλικά.
Εξετάστε τον αριθμό των κύκλων και των φορτίων:
Σε σενάρια υψηλού φορτίου και υψηλής συχνότητας κύκλου (όπως οι συνεχείς γραμμές παραγωγής) απαιτούνται υλικά με υψηλή αντοχή στην έλξη (όπως το Inconel 718).
Εστίαση στην απόδοση του κόστους και το κόστος συντήρησης:
Τα κεραμικά δίσκια έχουν υψηλά αρχικά κόστη, αλλά έχουν μακρά διάρκεια ζωής και δεν απαιτούν συχνή συντήρηση· τα μεταλλικά δίσκια έχουν χαμηλότερα κόστη, αλλά απαιτούν τακτικούς ελέγχους για οξείδωση και παραμόρφωση.
Από την ανωτέρω ανάλυση προκύπτει ότι η αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες είναι η βασική απόδοση των δίσκων θερμικής επεξεργασίας,και η οριακή θερμοκρασία του καθορίζεται από τον επιστημονικό σχεδιασμό του υλικούΣτις πρακτικές εφαρμογές, είναι απαραίτητο να επιλεγούν συνολικά οι συνθήκες της διαδικασίας, η οικονομία και η αξιοπιστία.
