יציקות נירוסטה, הוא מגוון של ייצור נירוסטה של מוצרי פלדה באופן כללי, המשמש בעיקר למגוון תנאי קורוזיה במדיה.
כבר בשנת 1910 נמצאה פלדה בתכולת Cr של יותר מ-12%, יש עמידות טובה בפני קורוזיה וחמצון. נירוסטה טיפוסית מכילה, בנוסף ל-Cr12% או יותר, אלמנט סגסוג אחד או יותר כמו Ni, Mo, Cu, Nb, Ti ו-N2.
סיווג הרכב הכימי נירוסטה Cr פלדת אל חלד ו- Cr, נירוסטה Ni שתי קטגוריות. העמידות בפני קורוזיה של נירוסטה היא בעיקר תכולת C ומשקעים של קרבידים, לכן נירוסטה-עמידה בפני קורוזיה המכילה C נמוך ככל האפשר, בדרך כלל C פחות או שווה ל-0.08%, אך התכונות המכניות של פלדה עמידה בטמפרטורה- נקבעת על ידי הארגון שלה בשלב היציבות של הפלדה{4}, ולכן מכילה את יציבות הפלדה הקרבית{4}. C גבוהים יותר, בדרך כלל תכולת פחמן של 0.20% או יותר.
על פי הסיווג המטאלוגרפי, הנירוסטה מחולקת לנירוסטה פריטית, נירוסטה מרטנסיטית, נירוסטה אוסטניטית ופלדת אל-חלד דו-פאזית (פריטית במטריקס אוסטניטית):
(1) נירוסטה פריטית
עם כרום כאלמנט הסגסוג העיקרי, כמות Cr היא בדרך כלל בין 13% ל-30%. בעל עמידות טובה בפני חמצון של עמידות בפני קורוזיה בינונית ועמידות בפני חמצון אוויר בטמפרטורות גבוהות, יכולה לשמש גם כפלדה עמידה בחום-. ביצועי הריתוך של פלדה מסוג זה גרועים. כאשר תכולת הכרום היא יותר מ-16%, המבנה היצוק גס ובידוד-לטווח ארוך בין 400-525 מעלות ל-550-700 מעלות, יהיה שלב שביר של "475 מעלות" ושלב σ, שלב הפלדה שביר. השבריריות ב-475 מעלות צלזיוס קשורה לסדר של שלב פריט המכיל Cr. 475 דרגת שביר ו-σ שלב שביר, ניתן לחמם ל-475 מעלות מעל ולאחר מכן מהיר לשיפור. השבריריות בטמפרטורת החדר והשבריריות של האזור המושפע מחום לאחר הריתוך הן גם אחת הבעיות הבסיסיות של נירוסטה פריטית. ניתן להשתמש בזיקוק ואקום כדי להוסיף יסודות קורט כגון בורון, אדמה נדירה וסידן, או יסודות היוצרים אוסטניט כגון Ni, Mu, N, Cu וכו') יש לשפר. על מנת לשפר את המאפיינים המכניים של אזור הריתוך והאזור המושפע מחום, בדרך כלל מוסיפים כמות קטנה של Ti ו-Nb כדי למנוע צמיחת גרגרים באזור מושפע החום. פלדת פריט בשימוש נפוץ מכילה ZGCr17 ו-ZGCr28. קשיחות ההשפעה של סוג זה של פלדה היא נמוכה, במקרים רבים על ידי ניקל גבוה של נירוסטה אוסטניטית שהוחלפה. תכולת Ni של יותר מ-2%, המכילה יותר מ-0.15% N של פלדה פריטית בעלת ביצועי השפעה טובים.
(2) נירוסטה מרטנסיטית
פלדות אל-חלד מרטנסיטית כוללות נירוסטה מרטנסיטית ופלדת אל-חלד מוקשה. ביישומים הנדסיים, מאפיינים מכניים הם המטרה העיקרית. אמנם סוג זה של פלדה בקורוזיה האטמוספרית ובמדיה קורוזיבית מתונה יותר (כגון מים וכמה מדיה אורגנית) יש עמידות בפני קורוזיה טובה, אבל ביצועי הקורוזיה שלה הם לרוב לא כפרויקט בדיקה. ההרכב הכימי של הטווח הוא: Cr13% -17%, Ni2% -6%, C פחות או שווה ל-0.06%. מבנה מיקרו מתכתי הוא בעיקר מרטנזיט לוח פחמן נמוך, לכן יש לו תכונות מכניות מצוינות, מדד החוזק הוא יותר מפי שניים מהנירוסטה האוסטניטית, אך יש לו גם ביצועי תהליך טובים, במיוחד ביצועי ריתוך. אז ביישומים הנדסיים חשובים תופסים עמדה חשובה מאוד, הוא יציקה ענף חשוב מתחום הנירוסטה.
(3) נירוסטה אוסטניטית
Cr-Ni-Mo, Cr-Ni-Cu או Cr-Ni-Mo-Cu; Cr-Mn-N ו-Cr-Ni-Mn-Cr; סדרת N. Cr-Ni מיוצג על ידי "18-8" המפורסם. Cr-Ni-Mo, Cr-Ni-Cu ו-Cr-Ni-Mo-Cu נוספו על בסיס מערכת Cr-Ni עם 2% עד 3% מוליבדן ונחושת של החומצה הגופרית (או שניהם) כדי לשפר את העמידות בפני הקורנום הגופרית (או שניהם) הוא פריט יוצרות אלמנטים, על מנת להבטיח austenitizing, בתוספת מוליבדן המכיל Ni צריך להיות מתאים להגדיל. Cr-Mn-N היא סגסוגת חוסכת Ni-. כאשר כמות ה-Cr גדולה מ-15%, התוספת של הפרט לבדה לא יכולה לקבל את המבנה האוסטניט האידיאלי, יש להוסיף 0.2% -0.3% חנקן, כדי לקבל אוסטניט בודד יש להוסיף יותר מ-0.35% חנקן. כתוצאה מתכולת ה-N הגבוהה של היציקה נגרמת לעיתים קרובות מנקבוביות, פגמים רופפים ואחרים, ועל ידי הוספת הכמות הנכונה של N וכמות קטנה של Ni, ניתן לקבל אוסטניט בודד, הנראה במערכת Cr-Ni-Mn-N. כמובן, כדי לקבל אוסטניט, מבנה מורכב של פריט, אין צורך להוסיף עוד N ו-Ni.
(4) austenite - מפלדת אל חלד דופלקסית פריט
מבנה המיקרו של הפלדה המרוכבת מכיל בדרך כלל 5% -40% פריט כדי לשפר את יכולת הריתוך של הסגסוגת, להגביר את החוזק ולשפר את העמידות בפני קורוזיה במתח. לדוגמה, ניתן להשתמש ב-Cr28% -Ni10% -C0.30% גבוהה-פלדת מסגסוגת פחמן עתירת כרום, עם עמידות טובה בפני קורוזיה של חומצה גופרתית, לייצור יציקות. על בסיס זה, הפיתוח של פלדות פריט ניתנות לשליטה, עם חוזק גבוה, ובסולפט יש עמידות טובה בפני קורוזיה מתח, בשימוש נפוץ בציוד תעשיית הנפט.
תהליך ייצור
מה שנקרא תהליך יציקת השקעה, פשוט העשוי מחומר מתיך (כגון שעווה או פלסטיק) העשוי מדגם התכה (המכונה השקעה או דגם), שעליו מספר שכבות של ציפוי חסין עשן מיוחד, לאחר ייבוש והתקשות יצירת מעטפת שלמה, ואז אדים או מים חמים מהקליפה ממיסים את הדגם, ולאחר מכן מכניסים את הקליפה לצורתו, ולאחר מכן מכניסים את החול לצורתו, ומייבשים אותו בקופסת החול. את התבנית לתוך תנור הצלייה לאחר צלייה בטמפרטורה גבוהה (כגון שימוש במעטפת בעוצמה גבוהה-, לא ניתן לעצב את התבנית לאחר צלייה ישירה של הקליפה), יציקה או קליפה על ידי שריפה, יציקת מתכת מותכת שבה יציקות.
דיוק גודל היציקה גבוה, בדרך כלל עד CT4-6 (יציקת חול עבור CT10 ~ 13, יציקת יציקה עבור CT5 ~ 7), כמובן, בשל תהליך היציקה המורכב של השקעה, ההשפעה של גורמי דיוק גודל היציקה, כגון עובש התכווצות החומר בחומר, כמות התבנית והעיוות של התבנית, קירור, התכווצות הסגסוגת והדפורמציה של היציקה במהלך תהליך ההתמצקות. לכן, למרות שהדיוק הממדים של יציקת ההשקעה הקונבנציונלית גבוהה יותר, עדיין יש לשפר את העקביות (שימוש באחידות בגודל יציקת שעווה בטמפרטורה בינונית וגבוהה כדי לשפר הרבה).
בעת לחיצה על התבנית גימור פני החלל גבוה ולכן גימור פני השטח של תבנית ההשקעה גבוה יחסית. בנוסף, המעטפת עשויה מחומר דבק מיוחד-בטמפרטורה גבוהה וציפוי עקשן ציפוי עקשן המצופה על ההשקעה בתבנית שנעשתה במגע ישיר עם פני השטח של חלל המתכת המותכת בגימור גבוה. לכן, משטח היציקה חספוס מאשר היציקה הכללית של גבוה, בדרך כלל עד Ra.1.6 ~ 3.2μm.
