ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલ ઉચ્ચ તાપમાન ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ સાથે સ્ટીલનો સંદર્ભ આપે છે. ઉચ્ચ તાપમાન ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર એ ખાતરી કરવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ સ્થિતિ છે કે વર્કપીસ ઊંચા તાપમાને લાંબા સમય સુધી કામ કરે છે. ઉચ્ચ-તાપમાન હવા જેવા ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણમાં, ઓક્સિજન સ્ટીલની સપાટી સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને આયર્ન ઓક્સાઇડના વિવિધ સ્તરો બનાવે છે. ઓક્સાઇડ સ્તર ખૂબ જ ઢીલું છે, સ્ટીલની મૂળ લાક્ષણિકતાઓ ગુમાવે છે, અને પડવું સરળ છે. સ્ટીલના ઉચ્ચ-તાપમાન ઓક્સિડેશન પ્રતિકારને સુધારવા માટે, ઓક્સાઇડ માળખું બદલવા માટે એલોયિંગ તત્વો સ્ટીલમાં ઉમેરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા એલોયિંગ તત્વો ક્રોમિયમ, નિકલ, ક્રોમિયમ, સિલિકોન, એલ્યુમિનિયમ અને તેથી વધુ છે. સ્ટીલનું ઉચ્ચ તાપમાન ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર માત્ર રાસાયણિક રચના સાથે સંબંધિત છે.
ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ એ સ્ટીલની ઊંચા તાપમાને લાંબા સમય સુધી યાંત્રિક ભારને ટકાવી રાખવાની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે. ઊંચા તાપમાને યાંત્રિક લોડ હેઠળ સ્ટીલની બે મુખ્ય અસરો છે. એક નરમાઈ છે, એટલે કે, વધતા તાપમાન સાથે તાકાત ઘટે છે. બીજું ક્રીપ છે, એટલે કે, સતત તાણની ક્રિયા હેઠળ, સમય સાથે પ્લાસ્ટિકના વિરૂપતાનું પ્રમાણ ધીમે ધીમે વધે છે. ઊંચા તાપમાને સ્ટીલનું પ્લાસ્ટિક વિરૂપતા ઇન્ટ્રાગ્રાન્યુલર સ્લિપ અને ગ્રેઇન બાઉન્ડ્રી સ્લિપને કારણે થાય છે. સ્ટીલની ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિને સુધારવા માટે, સામાન્ય રીતે એલોયિંગ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. એટલે કે, અણુઓ વચ્ચેના બંધન બળને સુધારવા અને અનુકૂળ માળખું બનાવવા માટે એલોયિંગ તત્વો સ્ટીલમાં ઉમેરવામાં આવે છે. ક્રોમિયમ, મોલિબ્ડેનમ, ટંગસ્ટન, વેનેડિયમ, ટાઇટેનિયમ વગેરે ઉમેરવાથી સ્ટીલ મેટ્રિક્સ મજબૂત થઈ શકે છે, પુનઃસ્થાપન તાપમાનમાં વધારો થઈ શકે છે, અને મજબુત તબક્કા કાર્બાઈડ અથવા ઇન્ટરમેટાલિક સંયોજનો, જેમ કે Cr23C6, VC, TiC, વગેરે પણ બનાવી શકે છે. આ મજબૂતીકરણના તબક્કાઓ છે. ઊંચા તાપમાને સ્થિર, ઓગળતા નથી, એકંદરે વૃદ્ધિ પામતા નથી અને તેમની જાળવણી કરતા નથી કઠિનતા નિકલ મેળવવા માટે મુખ્યત્વે ઉમેરવામાં આવે છેઓસ્ટેનાઈટ. ઓસ્ટેનાઈટમાંના પરમાણુ ફેરાઈટ કરતા વધુ ચુસ્ત ગોઠવાયેલા હોય છે, અણુઓ વચ્ચેનું બંધન બળ વધુ મજબૂત હોય છે અને અણુઓનું પ્રસરણ વધુ મુશ્કેલ હોય છે. તેથી, austenite ની ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ વધુ સારી છે. તે જોઈ શકાય છે કે ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલની ઉચ્ચ-તાપમાન શક્તિ માત્ર રાસાયણિક રચના સાથે સંબંધિત નથી, પણ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર સાથે પણ સંબંધિત છે.
ઉચ્ચ એલોય ગરમી પ્રતિરોધકસ્ટીલ કાસ્ટિંગતે પ્રસંગોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં કાર્યકારી તાપમાન 650 ℃ કરતાં વધી જાય છે. હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટીલ કાસ્ટિંગ એવા સ્ટીલ્સનો સંદર્ભ આપે છે જે ઊંચા તાપમાને કામ કરે છે. ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલ કાસ્ટિંગનો વિકાસ પાવર સ્ટેશન, બોઈલર, ગેસ ટર્બાઈન, આંતરિક કમ્બશન એન્જિન અને એરો એન્જિન જેવા વિવિધ ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોની તકનીકી પ્રગતિ સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. વિવિધ મશીનો અને ઉપકરણો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ તાપમાન અને તાણ તેમજ વિવિધ વાતાવરણને લીધે, ઉપયોગમાં લેવાતા સ્ટીલના પ્રકારો પણ અલગ છે.
સ્ટેનલેસ સ્ટીલનો સમકક્ષ ગ્રેડ | |||||||||
| જૂથો | AISI | ડબલ્યુ-સ્ટોફ | ડીઆઈએન | BS | SS | AFNOR | UNE/IHA | JIS | યુ.એન.આઈ |
| માર્ટેન્સિટિક અને ફેરિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ | 420 સે | 1,4034 પર રાખવામાં આવી છે | X43Cr16 | ||||||
| 440 B/1 | 1,4112 પર રાખવામાં આવી છે | X90 Cr Mo V18 | |||||||
| - | 1.2083 | X42 કરોડ 13 | - | 2314 | Z 40 C 14 | F.5263 | SUS 420 J1 | - | |
| 403 | 1.4000 | X6Cr13 | 403 એસ 17 | 2301 | Z 6 C 13 | F.3110 | SUS 403 | X6Cr13 | |
| (410S) | 1.4001 | X7 કરોડ 14 | (403 S17) | 2301 | Z 8 C 13 | F.3110 | SUS 410 S | X6Cr13 | |
| 405 | 1.4002 | X6 CrAl 13 | 405 એસ 17 | - | Z 8 CA 12 | F.3111 | SUS 405 | X6 CrAl 13 | |
| 416 | 1.4005 | X12 CrS 13 | 416 એસ 21 | 2380 | Z 11 CF 13 | F.3411 | SUS 416 | X12CrS13 | |
| 410 | 1.4006 | X 10 કરોડ 13 | 410 S21 | 2302 | Z 10 C 14 | F.3401 | SUS 410 | X12Cr13 | |
| 430 | 1.4016 | X6 કરોડ 17 | 430 એસ 17 | 2320 | Z 8 C 17 | F.3113 | SUS 430 | X8Cr17 | |
| 420 | 1.4021 | X20 Cr 13 | 420 એસ 37 | 2303 | Z 20 C 13 | F.3402 | SUS 420 J1 | X20Cr13 | |
| 420F | 1.4028 | X30 કરોડ 13 | 420 એસ 45 | (2304) | Z 30 C 13 | F.3403 | SUS 420 J2 | X30Cr13 | |
| (420) | 1.4031 | X39Cr13 | 420 એસ 45 | (2304) | Z 40 C 14 | F.3404 | (SUS 420 J1) | - | |
| 431 | 1.4057 | X20 CrNi 17 2 | 431 એસ 29 | 2321 | Z 15 CNi 16.02 | F.3427 | SUS 431 | X16CrNi16 | |
| 430F | 1.4104 | X12 CrMoS 17 | - | 2383 | Z 10 CF 17 | F.3117 | SUS 430 F | X10CrS17 | |
| 434 | 1.4113 | X6 CrMo 17 | 434 એસ 17 | 2325 | ઝેડ 8 સીડી 17.01 | - | SUS 434 | X8CrMo17 | |
| 430Ti | 1.4510 | X6 CrTi 17 | - | - | Z 4 CT 17 | - | SUS 430 LX | X6CrTi17 | |
| 409 | 1.4512 | X5 CrTi 12 | 409 એસ 17 | - | Z 6 CT 12 | - | એસયુએચ 409 | X6CrTi12 | |
| ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ | 304 | 1.4301 | X5 CrNi 18 9 | 304 એસ 15 | 2332 | Z 6 CN 18.09 | F.3551 | SUS 304 | X5CrNi18 10 |
| 305 | 1.4303 | X5 CrNi 18 12 | 305 એસ 19 | - | Z 8 CN 18.12 | - | SUS 305 | X8CrNi19 10 | |
| 303 | 1.4305 | X12 CrNiS 18 8 | 303 એસ 21 | 2346 | Z 10 CNF 18.09 | F.3508 | SUS 303 | X10CrNiS 18 09 | |
| 304L | 1.4306 | X2 CrNiS 18 9 | 304 એસ 12 | 2352 | Z 2 CN 18.10 | F.3503 | SUS 304L | X2CrNi18 11 | |
| 301 | 1.4310 | X12 CrNi 17 7 | - | 2331 | Z 12 CN 17.07 | F.3517 | SUS 301 | X12CrNi17 07 | |
| 304 | 1.4350 | X5 CrNi 18 9 | 304 એસ 31 | 2332 | Z 6 CN 18.09 | F.3551 | SUS 304 | X5CrNi18 10 | |
| 304 | 1.4350 | X5 CrNi 18 9 | 304 એસ 31 | 2333 | Z 6 CN 18.09 | F.3551 | SUS 304 | X5CrNi18 10 | |
| 304LN | 1.4311 | X2 CrNiN 18 10 | 304 એસ 62 | 2371 | Z 2 CN 18.10 | - | SUS 304 LN | - | |
| 316 | 1.4401 | X5 CrNiMo 18 10 | 316 એસ 16 | 2347 | Z 6 CND 17.11 | F.3543 | SUS 316 | X5CrNiMo17 12 | |
| 316L | 1.4404 | - | 316 એસ 12/13/14/22/24 | 2348 | Z 2 CND 17.13 | SUS316L | X2CrNiMo17 12 | ||
| 316LN | 1.4429 | X2 CrNiMoN 18 13 | - | 2375 | Z 2 CND 17.13 | - | SUS 316 LN | - | |
| 316L | 1.4435 | X2 CrNiMo 18 12 | 316 એસ 12/13/14/22/24 | 2353 | Z 2 CND 17.13 | - | SUS316L | X2CrNiMo17 12 | |
| 316 | 1.4436 | - | 316 એસ 33 | 2343 | Z 6 CND18-12-03 | - | - | X8CrNiMo 17 13 | |
| 317L | 1.4438 | X2 CrNiMo 18 16 | 317 એસ 12 | 2367 | Z 2 CND 19.15 | - | SUS 317 L | X2CrNiMo18 16 | |
| 329 | 1.4460 | X3 CrNiMoN 27 5 2 | - | 2324 | Z5 CND 27.05.Az | F.3309 | SUS 329 J1 | - | |
| 321 | 1.4541 | X10 CrNiTi 18 9 | 321 એસ 12 | 2337 | Z 6 CND 18.10 | F.3553 | SUS 321 | X6CrNiTi18 11 | |
| 347 | 1.4550 | X10 CrNiNb 18 9 | 347 એસ 17 | 2338 | Z 6 CNNb 18.10 | F.3552 | SUS 347 | X6CrNiNb18 11 | |
| 316Ti | 1.4571 | X10 CrNiMoTi 18 10 | 320 એસ 17 | 2350 | Z 6 CNDT 17.12 | F.3535 | - | X6CrNiMoTi 17 12 | |
| 309 | 1.4828 | X15 CrNiSi 20 12 | 309 એસ 24 | - | Z 15 CNS 20.12 | - | એસયુએચ 309 | X16 CrNi 24 14 | |
| 330 | 1.4864 | X12 NiCrSi 36 16 | - | - | Z 12 NCS 35.16 | - | SUH 330 | - | |
| ડુપ્લેક્સ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ | S32750 | 1.4410 | X 2 CrNiMoN 25 7 4 | - | 2328 | Z3 CND 25.06 Az | - | - | - |
| S31500 | 1.4417 | X 2 CrNiMoSi 19 5 | - | 2376 | Z2 CND 18.05.03 | - | - | - | |
| S31803 | 1.4462 | X 2 CrNiMoN 22 5 3 | - | 2377 | Z 3 CND 22.05 (Az) | - | - | - | |
| S32760 | 1.4501 | X 3 CrNiMoN 25 7 | - | - | Z 3 CND 25.06 Az | - | - | - | |
| 630 | 1.4542 | X5CrNiCNb16-4 | - | - | - | - | - | - | |
| A564/630 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
વિવિધ દેશોમાં ગરમી-પ્રતિરોધક કાસ્ટ સ્ટીલના ધોરણો
1) ચાઇનીઝ સ્ટાન્ડર્ડ
GB/T 8492-2002 "ઉષ્મા-પ્રતિરોધક સ્ટીલ કાસ્ટિંગ્સ માટેની તકનીકી સ્થિતિઓ" વિવિધ ગરમી-પ્રતિરોધક કાસ્ટ સ્ટીલ્સના ગ્રેડ અને ઓરડાના તાપમાનના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સ્પષ્ટ કરે છે.
2) યુરોપિયન સ્ટાન્ડર્ડ
EN 10295-2002 હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ કાસ્ટ સ્ટીલના ધોરણોમાં ઓસ્ટેનિટિક હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, ફેરિટિક હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અને ઑસ્ટેનિટિક-ફેરિટિક ડુપ્લેક્સ હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, તેમજ નિકલ-આધારિત એલોય અને એલોય-બાલ-બાલનો સમાવેશ થાય છે.
3) અમેરિકન ધોરણો
ANSI/ASTM 297-2008 "સામાન્ય ઔદ્યોગિક આયર્ન-ક્રોમિયમ, આયર્ન-ક્રોમિયમ-નિકલ હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટીલ કાસ્ટિંગ્સ" માં ઉલ્લેખિત રાસાયણિક રચના એ સ્વીકૃતિ માટેનો આધાર છે, અને યાંત્રિક પ્રદર્શન પરીક્ષણ ત્યારે જ હાથ ધરવામાં આવે છે જ્યારે ખરીદનાર તેની વિનંતી કરે છે. ઓર્ડર કરવાનો સમય. અન્ય અમેરિકન ધોરણો જેમાં ગરમી-પ્રતિરોધક કાસ્ટ સ્ટીલનો સમાવેશ થાય છે તેમાં ASTM A447/A447M-2003 અને ASTM A560/560M-2005નો સમાવેશ થાય છે.
4) જર્મન ધોરણ
ડીઆઈએન 17465 માં "હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટીલ કાસ્ટિંગ્સ માટેની તકનીકી પરિસ્થિતિઓ" માં, રાસાયણિક રચના, ઓરડાના તાપમાને યાંત્રિક ગુણધર્મો અને વિવિધ ગરમી-પ્રતિરોધક કાસ્ટ સ્ટીલ ગ્રેડના ઉચ્ચ-તાપમાન યાંત્રિક ગુણધર્મો અલગથી ઉલ્લેખિત છે.
5) જાપાનીઝ સ્ટાન્ડર્ડ
JISG5122-2003 "હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટીલ કાસ્ટિંગ્સ" માં ગ્રેડ મૂળભૂત રીતે અમેરિકન સ્ટાન્ડર્ડ ASTM જેવા જ છે.
6) રશિયન સ્ટાન્ડર્ડ
GOST 977-1988 માં ઉલ્લેખિત 19 હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ કાસ્ટ સ્ટીલ ગ્રેડ છે, જેમાં મધ્યમ-ક્રોમિયમ અને ઉચ્ચ-ક્રોમિયમ હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટીલ્સનો સમાવેશ થાય છે.
ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલની સેવા જીવન પર રાસાયણિક રચનાનો પ્રભાવ
ત્યાં વિવિધ રાસાયણિક તત્વો છે જે ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલની સેવા જીવનને અસર કરી શકે છે. આ અસરો બંધારણની સ્થિરતા વધારવા, ઓક્સિડેશન અટકાવવા, ઓસ્ટેનાઈટની રચના અને સ્થિરતા અને કાટને રોકવામાં પ્રગટ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો, જે ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલમાં ટ્રેસ તત્વો છે, સ્ટીલના ઓક્સિડેશન પ્રતિકારને નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે અને થર્મોપ્લાસ્ટીસીટી બદલી શકે છે. ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલ અને એલોયની મૂળભૂત સામગ્રી સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં ઊંચા ગલનબિંદુ, ઉચ્ચ સ્વ-પ્રસરણ સક્રિયકરણ ઊર્જા અથવા ઓછી સ્ટેકીંગ ફોલ્ટ ઊર્જા સાથે ધાતુઓ અને એલોય પસંદ કરે છે. વિવિધ ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલ્સ અને ઉચ્ચ-તાપમાન એલોયને ગંધવાની પ્રક્રિયા પર ખૂબ જ ઊંચી જરૂરિયાતો હોય છે, કારણ કે સ્ટીલમાં સમાવેશ અથવા ચોક્કસ ધાતુશાસ્ત્રીય ખામીઓની હાજરી સામગ્રીની સહનશક્તિની મર્યાદાને ઘટાડે છે.
ઉષ્મા-પ્રતિરોધક સ્ટીલની સેવા જીવન પર સોલ્યુશન ટ્રીટમેન્ટ જેવી અદ્યતન તકનીકનો પ્રભાવ
ધાતુની સામગ્રી માટે, વિવિધ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ માળખું અને અનાજના કદને અસર કરશે, જેનાથી થર્મલ સક્રિયકરણની મુશ્કેલીની ડિગ્રી બદલાશે. કાસ્ટિંગ નિષ્ફળતાના વિશ્લેષણમાં, ઘણા પરિબળો છે જે નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે, મુખ્યત્વે થર્મલ થાક ક્રેકની શરૂઆત અને વિકાસ તરફ દોરી જાય છે. અનુરૂપ, તિરાડોની શરૂઆત અને પ્રસારને અસર કરતા પરિબળોની શ્રેણી છે. તેમાંથી, સલ્ફરની સામગ્રી અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તિરાડો મોટાભાગે સલ્ફાઇડ્સ સાથે વિકસે છે. સલ્ફરની સામગ્રી કાચા માલની ગુણવત્તા અને તેના ગંધથી પ્રભાવિત થાય છે. હાઇડ્રોજનના રક્ષણાત્મક વાતાવરણ હેઠળ કામ કરતા કાસ્ટિંગ માટે, જો હાઇડ્રોજનમાં હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ સમાયેલ હોય, તો કાસ્ટિંગ્સ સલ્ફરાઇઝ્ડ થશે. બીજું, સોલ્યુશન ટ્રીટમેન્ટની પર્યાપ્તતા કાસ્ટિંગની મજબૂતાઈ અને કઠિનતાને અસર કરશે.
