내열강 주물 및 열처리

내열강 주물은 내열합금강을 원료로 주조한 부품입니다. 고온 조건 하에서 내산화성이 있고, 고온 강도가 충분하며, 내열성이 좋은 강을 내열강이라고 합니다. 내열강은 그 특성에 따라 내산화강과 내열강으로 구분됩니다. 내산화강은 무피강이라고도 합니다. 열간강판이란 고온에서 내산화성이 좋고, 고온강도가 높은 강을 말합니다. 동일한 화학적 조성의 경우 주조 상태가 압연 상태보다 열강도가 더 높습니다. 내열강 분야에서는 주조 내열강 부품이 큰 비중을 차지하고 있습니다.

일부 고합금 내열강은 가공 및 변형이 어렵습니다. 주물 생산은 압연 제품보다 비용 효율적일 뿐만 아니라, 주물은 내구성 강도도 더 높습니다. 따라서 내열주강이 내열강 중에서 상당한 비중을 차지하고 있다. 사형 주조 외에도 정밀 주조 기술을 사용하여 매끄러운 표면과 정확한 치수를 가진 제품을 얻을 수도 있습니다. 원심 주조는 합성 암모니아 및 에틸렌의 분해를 위한 고온로 튜브에 자주 사용됩니다.

내열주강은 정규화된 상태의 금속 조직에 따라 펄라이트 내열강, 마르텐사이트 내열강, 페라이트 내열강, 오스테나이트 내열강의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

 

1. 펄라이트계 내열주강

펄라이트 내열주강의 합금성분은 주로 크롬과 몰리브덴이며 총량은 일반적으로 5%를 초과하지 않습니다. 조직에는 펄라이트와 페라이트 외에 베이나이트도 있습니다. 이러한 종류의 강철은 500-600℃에서 우수한 고온 강도와 가공 성능을 가지고 있습니다. 보일러 강관, 증기 터빈 임펠러, 로터, 패스너, 고압 용기, 파이프라인 등과 같은 600℃ 이하의 내열 부품을 만드는 데 널리 사용됩니다. 일반적인 등급은 16Mo, 15CrMo, 12Cr1MoV, 12Cr2MoWVTiB, 10Cr2Mo1입니다. , 25Cr2Mo1V, 20Cr3MoWV 등

펄라이트 내열강 주물의 열처리는 안정적인 구조, 우수한 종합 기계적 특성 및 고온 조건에서 필요한 강도를 얻기 위해 주로 표준화되거나 담금질 및 템퍼링됩니다.

 

2. 마르텐사이트계 내열주강

마르텐사이트계 내열 주강의 크롬 함량은 일반적으로 7~13%입니다. 650℃ 이하에서는 고온강도, 내산화성, 수증기부식성이 우수하지만 용접성이 좋지 않습니다. 약 12%의 크롬을 함유한 1Cr13, 2Cr13과 이를 기반으로 개발된 1Cr11MoV, 1Cr12WMoV, 2Cr12WMoNbVB 및 기타 합금은 일반적으로 증기 터빈 블레이드, 디스크, 샤프트, 패스너 등을 만드는 데 사용됩니다. 또한 4Cr9Si2, 4Cr10Si2Mo, 등의 제조에 사용됩니다. 내연 기관용 배기 밸브도 마르텐사이트 내열강입니다.

마르텐사이트계 내열강 주물의 일반적인 열처리 공정은 노멀라이징 + 템퍼링입니다.

 

3. 페라이트계 내열주강

페라이트계 내열 주강은 더 많은 크롬, 알루미늄, 규소 및 기타 원소를 함유하여 단상 페라이트 구조를 형성하며 내산화성과 고온 가스 내식성이 우수하지만 상온에서 고온 강도가 낮습니다. 취성 크기가 크고 용접성이 나쁘다. 1Cr13SiAl, 1Cr25Si2 등과 같은 페라이트계 내열주강은 일반적으로 낮은 하중을 견디고 고온 내산화성이 요구되는 부품을 만드는 데 사용됩니다.

페라이트계 내열강 주물의 열처리는 일반적으로 응력을 완화하기 위해 어닐링을 채택한 후 급속 냉각(400-500℃의 취성 영역을 빠르게 통과하기 위해)을 채택합니다.

 

4. 오스테나이트계 내열주강

오스테나이트계 내열 주강은 600°C 이상의 온도에서 니켈, 망간, 질소 등과 같은 오스테나이트 형성 원소를 더 많이 함유하고 있어 고온 강도와 구조 안정성이 좋고 용접 성능이 좋습니다. 일반적으로 600°C 이상에서 작동하는 내열재료로 사용됩니다. 일반적인 등급은 1Cr18Ni9Ti(321), 1Cr23Ni13(309), 0Cr25Ni20(310S), 1Cr25Ni20Si2(314), 2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4Cr14Ni14W2Mo 등입니다.

오스테나이트계 산화방지강은 고온 용체화 처리로 처리하여 우수한 냉간 변형을 얻을 수 있습니다. 오스테나이트계 열간강도를 1차 고온 용체화 처리한 후 사용 온도보다 60~100℃ 높은 온도에서 시효 처리하여 조직을 안정화시키고 2차 상을 석출시켜 모재를 강화시킵니다.

 

내열강 주물의 용도

내열강은 보일러, 증기 터빈, 전력 기계, 산업용 용광로, 항공 및 석유화학 산업과 같은 산업 분야에서 고온에서 작동하는 부품 및 부품을 제조하는 데 종종 사용됩니다. 고온 강도, 고온 산화 및 내식성 외에도 이러한 부품은 충분한 인성, 우수한 가공성 및 용접성, 다양한 용도에 따른 어느 정도의 구조적 안정성이 필요합니다.

 

내열합금강의 일부 등급 및 그 용도
강철 등급	사용 가능한 온도 및 용도
00Cr12	항산화 온도 600~700℃, 고온, 고압 밸브 몸체, 버너로 사용
0Cr13Al	적용온도범위 700~800℃, 가스터빈 압축기 블레이드
1Cr17	900℃이하 온도에서 산화방지, 로용 고온부품 및 ​​노즐로 사용
1Cr12	600~700℃의 온도범위에서 내산화성과 높은 고온강도를 가지며, 증기터빈 블레이드, 노즐, 보일러 버너 밸브 등의 고온부품에 사용됩니다.
1Cr13	내산화온도는 700~800℃이며 용도는 1Cr12강과 동일하다.
0Cr18Ni9,1Cr18Ni9Ti	870 ℃ 이하의 항산화 온도는 보일러 가열 표면 파이프, 가열로 부품, 열 교환기, 머플로, 변환기, 노즐로 사용할 수 있습니다.
0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Nb	400~900℃의 온도 범위에서 고온 부식 및 산화에 강하며, 작동 온도가 850℃ 이하인 관 이음쇠에 사용할 수 있습니다.
0Cr23Ni13	버너 연관, 증기 터빈 블레이드, 가열로 본체, 메탄 전환 장치, 고온 분리 장치에 사용되는 최대 980 ℃의 항산화 온도
0Cr25Ni20	가열로 부품에 사용되는 최대 1035℃의 항산화 온도; 작동 온도가 950℃ 이하인 가스 전송 시스템 부품
0Cr17Ni12Mo2, 0Cr19Ni13Mo2	항산화 온도는 870℃ 이상이며, 작업 온도는 600~750℃이며, 화학 산업 및 정유용 열교환기 튜브 및 노 피팅입니다.
0Cr17Ni7Al	작동 온도가 550℃ 이하인 고온 하중 지지 부품