Los accesorios de acero aleado son la piedra angular de la industria

1. Composición única de acero aleado resistente al calor.

La clave del excelente rendimiento del acero aleado resistente al calor en entornos de alta temperatura radica en su composición única. Elementos clave como cromo, molibdeno, níquel, vanadio y tungsteno, así como carburos y soluciones sólidas, trabajan juntos para dar al acero aleado sus excelentes propiedades.

El cromo es el principal elemento de aleación en el acero inoxidable y tiene una excelente resistencia a la corrosión a altas temperaturas. La capa de óxido que forma en la superficie del acero puede prevenir eficazmente una mayor oxidación e incrustaciones. Por ejemplo, cuando el contenido de cromo en el acero alcanza el 12%, la resistencia a la oxidación a alta temperatura del acero mejora significativamente. Cuando el contenido de cromo alcanza el 22%, la resistencia a la oxidación a alta temperatura del acero es extremadamente buena a 1000°C.

El molibdeno aumenta la resistencia del acero a altas temperaturas, mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas y ayuda a mejorar la resistencia a la fluencia. El molibdeno es un metal refractario con un alto punto de fusión (2625 °C). Su solución sólida en el metal base puede aumentar la temperatura de recristalización de la solución sólida. En el acero de baja aleación resistente al calor, el molibdeno funciona para fortalecer la solución sólida y formar fases finas de carburo, como el acero común de baja aleación al cromo-molibdeno (acero 9/4Cr1Mo).

El níquel aumenta la tenacidad y resistencia del acero a altas temperaturas y, en particular, reduce la fragilidad que puede causar el contenido de cromo. El níquel es un elemento que expande la región de la fase γ y forma una solución sólida infinita. En el acero resistente al calor, cuando el contenido de níquel no es inferior al 25%, el acero puede obtener una estructura de austenita pura a temperatura ambiente.

El vanadio aumenta la resistencia del acero, especialmente en servicio a alta temperatura, y mejora la templabilidad y la resistencia al desgaste. Agregar 0,5% de vanadio al acero puede refinar los granos de la estructura y mejorar la resistencia y la tenacidad. Los carburos formados por vanadio y carbono pueden mejorar la resistencia a la corrosión por hidrógeno a altas temperaturas y presiones.

El tungsteno puede mejorar la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la fluencia. Es un metal refractario con un alto punto de fusión (3380 °C). Su solución sólida en el metal base puede aumentar la temperatura de recristalización de la solución sólida. En acero resistente al calor de tipo perlítico, agregar tungsteno puede mejorar la resistencia térmica de la solución sólida; en acero resistente al calor de tipo ferrítico, agregar tungsteno puede fortalecer la solución sólida de fase α y producir fortalecimiento de la dispersión.

Los carburos formados a partir de elementos como tungsteno, molibdeno y cromo son estables a altas temperaturas y proporcionan solidez y resistencia al desgaste. La solución sólida formada por elementos como el níquel y el manganeso mejora las propiedades mecánicas de la aleación, aumentando su resistencia a la fluencia y manteniendo la resistencia a altas temperaturas. El efecto sinérgico de estos componentes hace que el acero aleado resistente al calor sea ideal para entornos de alta temperatura.

2. Niveles y características comunes

Diferentes grados de acero aleado resistente al calor.

P11 y P22: La tubería de aleación de alta presión P11 está hecha de acero de aleación P11 y tiene una excelente resistencia a altas temperaturas y a la corrosión. Contiene una mayor proporción de cromo y molibdeno, que pueden mantener una alta resistencia y resistencia a la oxidación a altas temperaturas. P11 y P22 son aceros de aleación de cromo-molibdeno ampliamente utilizados en calderas, recipientes a presión y tuberías en la industria de generación de energía. Por ejemplo, el acero P22 es un acero de baja aleación 2,25Cr-1Mo con alta resistencia térmica, buena resistencia a la oxidación, resistencia a la corrosión por hidrógeno y rendimiento de soldadura. Se usa ampliamente en equipos de alta temperatura, como calderas de centrales eléctricas.

F91: F91 es un acero de aleación avanzado que contiene cromo, molibdeno y vanadio. Se utiliza en tuberías de vapor y otras aplicaciones de alta temperatura, proporcionando excelente resistencia y durabilidad a altas temperaturas. F91 no solo tiene alta resistencia a la oxidación y resistencia a la corrosión por vapor a alta temperatura, sino que también tiene buena tenacidad al impacto y propiedades de plasticidad y resistencia térmica duraderas, altas y estables. Cuando la temperatura de servicio es inferior a 620°C, su tensión de servicio es mayor que la del acero inoxidable austenítico.

Acero inoxidable 310 y 321: el acero inoxidable 310 es altamente resistente a la oxidación y la incrustación a temperaturas de hasta 1100 °C y se utiliza en hornos y reactores. El acero inoxidable 321 tiene la adición de titanio y puede usarse en aplicaciones que requieren resistencia a la corrosión intergranular a altas temperaturas. Por ejemplo, el acero inoxidable 321 es un acero inoxidable austenítico 18/8 (304) estabilizado con titanio y no sufrirá corrosión intergranular cuando se caliente dentro del rango de temperatura de precipitación de carburo de 425 a 900 °C.

Características del acero aleado resistente al calor.

El acero de aleación resistente al calor tiene resistencia a altas temperaturas y puede mantener una alta resistencia en ambientes de alta temperatura. Esta es una de sus características importantes que lo distingue del acero ordinario. Por ejemplo, F91 tiene excelentes propiedades de material a altas temperaturas, su resistencia a la tracción debe alcanzar más de 585 MPa y su límite elástico debe alcanzar más de 415 MPa.

La estabilidad química también es una característica importante del acero aleado resistente al calor. El cromo, el aluminio, el silicio y otros elementos pueden promover la formación de una densa película de óxido sobre la superficie del metal a altas temperaturas para evitar una mayor oxidación y mejorar la resistencia a la oxidación del acero y la resistencia a la corrosión por gases a alta temperatura. Por ejemplo, el cromo forma una capa protectora de óxido en la superficie del acero para evitar una mayor oxidación e incrustaciones a altas temperaturas.

El acero aleado resistente al calor se divide en dos categorías: acero resistente a la oxidación y acero resistente al calor. La clasificación diversificada satisface las necesidades de diferentes campos. El acero resistente a la oxidación tiene buena estabilidad química, pero puede soportar cargas relativamente bajas; el acero resistente al calor requiere mayor resistencia a las altas temperaturas y a la oxidación. El acero resistente al calor se utiliza a menudo para fabricar equipos industriales como calderas, turbinas de vapor y maquinaria eléctrica, así como piezas de trabajo de alta temperatura en sectores industriales como la aviación y la petroquímica, y desempeña un papel importante en estos campos.

3. Amplia aplicación en la industria de alta temperatura.

Campo de generación de energía

En las centrales térmicas, los accesorios de acero aleado resistentes al calor desempeñan un papel fundamental. Como uno de los equipos principales, la caldera debe soportar ambientes de vapor de alta temperatura y alta presión. El acero de aleación resistente al calor puede mantener un rendimiento estable en condiciones tan duras y garantizar el funcionamiento seguro de la caldera. Por ejemplo, en las centrales térmicas ultrasupercríticas de 700 ℃, se utilizan aleaciones ultrasupercríticas resistentes al calor para fabricar rotores de turbinas de vapor, calderas y otros equipos. En 2021, la generación de energía térmica de mi país representó el 71,13% de la generación total de energía de la sociedad. Para lograr la "neutralidad de carbono", es crucial mejorar la eficiencia térmica de las unidades de energía térmica y reducir el consumo de energía y las emisiones de carbono, y El acero de aleación resistente al calor simplemente satisface esta demanda.

El sobrecalentador es responsable de calentar el vapor saturado hasta convertirlo en vapor sobrecalentado y su temperatura de funcionamiento es extremadamente alta. El acero de aleación resistente al calor aquí puede resistir la erosión del vapor de alta temperatura, mantener la integridad estructural y mejorar la eficiencia del intercambio de calor. Los intercambiadores de calor requieren una transferencia de calor eficiente entre fluidos de diferentes temperaturas, y la buena conductividad térmica y la resistencia a altas temperaturas del acero aleado resistente al calor lo convierten en una opción de material ideal. Durante el funcionamiento de una turbina de vapor, componentes como las palas giran a alta velocidad y resisten la acción del vapor a alta temperatura, lo que requiere materiales extremadamente resistentes y resistentes al calor. El acero de aleación resistente al calor puede garantizar el funcionamiento estable de las turbinas de vapor a altas temperaturas y altas presiones, reducir la frecuencia de las paradas de mantenimiento y mejorar la eficiencia de la generación de energía.

industria petroquímica

Equipos como reactores, hornos y unidades de destilación en refinerías e instalaciones de procesamiento de productos químicos deben funcionar en entornos con altas temperaturas y productos químicos corrosivos. Los accesorios de aleación de acero resistentes al calor cumplen con estos exigentes requisitos. En el reactor se llevan a cabo diversas reacciones químicas y la temperatura y la presión cambian con frecuencia. La resistencia a la fluencia, la resistencia a la oxidación y la resistencia a la incrustación del acero aleado resistente al calor le permiten soportar condiciones de trabajo tan complejas y garantizar el progreso fluido de la reacción.

Los hornos son equipos clave para el procesamiento a alta temperatura en la industria petroquímica, con temperaturas normalmente superiores a varios miles de grados. El acero de aleación resistente al calor mantiene la resistencia y la estabilidad a temperaturas tan altas, evitando la deformación y los daños del equipo. Los dispositivos de destilación necesitan separar sustancias con diferentes puntos de ebullición a altas temperaturas, lo que requiere una alta resistencia al calor y estabilidad química de los materiales. La composición única del acero de aleación resistente al calor lo hace resistente a productos químicos corrosivos, lo que garantiza un proceso de destilación eficiente y seguro.

Por ejemplo, la aleación 2535Nb, como aleación resistente al calor a base de hierro y níquel, se utiliza principalmente para soldar hornos centrífugos de reformado de tubos fundidos en la industria petroquímica. Puede resistir eficazmente la oxidación y la corrosión a altas temperaturas, garantizando la calidad y seguridad de la soldadura. Además, suministramos piezas fundidas de acero aleado resistentes al calor para soportes de tubos de hornos de calentamiento petroquímicos, como placas de tubos intermedios, ganchos, ganchos, etc., que pueden proporcionar un soporte estable para el horno de calentamiento en ambientes de alta temperatura.

Aeroespacial

En la industria aeroespacial, componentes como los motores a reacción y las turbinas dependen en gran medida del acero aleado resistente al calor. Cuando un motor a reacción está en funcionamiento, la temperatura de la cámara de combustión puede alcanzar miles de grados y componentes como las palas de la turbina y las paletas guía deben soportar enormes tensiones térmicas y mecánicas. La resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la oxidación y la resistencia a la fluencia del acero aleado resistente al calor le permiten mantener la integridad estructural y el rendimiento en entornos tan extremos.

Por ejemplo, la aplicación de superaleaciones en turbinas de motores de aviones es fundamental. Las palas de las turbinas de los motores de avión son uno de los componentes que soportan las cargas de temperatura más severas y el entorno de trabajo más duro, y tienen requisitos muy estrictos en cuanto a los materiales. Las aleaciones de alta temperatura para guías deben tener suficiente resistencia a altas temperaturas, propiedades de fluencia duraderas, buenas propiedades de fatiga térmica, alta resistencia a la oxidación y propiedades de corrosión en caliente. Las aleaciones de alta temperatura para álabes de turbinas deben tener una alta resistencia a la fluencia y una resistencia a la fractura duradera, suficiente plasticidad y tenacidad al impacto a la temperatura de servicio. Como la pieza giratoria más grande que soporta carga, el disco de la turbina requiere que la aleación tenga el límite elástico, la tenacidad al impacto y otras propiedades más altos a la temperatura de servicio. Las excelentes propiedades del acero aleado resistente al calor proporcionan una garantía fiable para el desarrollo de la industria aeroespacial.