Thép chịu nhiệt A515
Thép A515 và vật liệu chịu nhiệt
Hiện nay thép họ thép bền nóng được sử dụng trong các ứng dụng làm việc trong điều kiện nhiệt độ trung bình và cao. Ví dụ trong lò hơi và các ứng dụng khác của PVQ. Mác thép hiện nay đang được sử dụng trong thương mại với tên Thép chịu nhiệt A515. Trong bài viết này chúng tôi sẽ trình bày các đặc tính của mác thép này.
Tham khảo bài viết liên quan:
Nhận đặt quảng cáo bài viết !. Liên hệ: 0984892487
Tổng quan về thép chịu nhiệt A515
Thép bền nhiệt A515 được sử dụng trong điều kiện làm việc rất cao và được ứng dụn trong nhiều lĩnh vực.
- Khoảng nhiệt độ làm việc: 1400-1800 oC
- Xuất xứ: Hoa Kỳ
- Ứng dụng: Ứng dụng chính thường gặp trong lò hơi, nồi sấy, tấm chịu nhiệt, bình ga, bìn xăng, chi tiết oto…
- Tính chất: độ bền cao, chịu được áp lực lớn, khả năng chống oxiy hóa cao
Thành phần hóa học thép A515
Dựa vào tiêu chuẩn, thép chịu nhiệt có thể chia thành ba loại vói SA515 Gr60, SA 515 G65 và SA 515 Gr70, với thành phần hóa học các nguyên tố cho dưới bảng
*Elements represented in percentage
| Thành phần nguyên tố % | SA 515 Gr 60 (Mác 415) |
SA 515 Gr 65 (Mác 450) |
SA 515 Gr 70 (Mác 485) |
|---|---|---|---|
| Cacbon, cao nhất | |||
| 1 in. (25 mm) và thấp hơn | 0.24 | 0.28 | 0.31 |
| Khoảng 1 đến 2 in. (25 đến 50 mm), incl | 0.27 | 0.31 | 0.33 |
| Khoảng 2 tới 4 in. (50 tới 100 mm), incl | 0.29 | 0.33 | 0.35 |
| Khoảng 4 tới 8 in. (100 tới 200 mm), incl | 0.31 | 0.33 | 0.35 |
| Trên 8 in. (200 mm) | 0.31 | 0.33 | 0.35 |
| Mangan, tối đa | |||
| Phan tích nhiệt | 0.90 | 0.90 | 1.20 |
| Phân tích sản phẩm | 0.98 | 0.98 | 1.30 |
| Photpho, tối đa | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Lưu huỳn, tối đa | 0.04 | 0.04 | 0.04 |
| Silic | |||
| Phân tích nhiệt | 0.15-0.40 | 0.15-0.40 | 0.15-0.40 |
| Phân tích sản phẩm | 0.13-0.45 | 0.13-0.45 | 0.13-0.45 |
Yêu cầu giới hạn bền
| SA 515 Gr 60 (Mác 415) |
SA 515 Gr 65 (Mác 450) |
SA 515 Gr 70 (Mác 485) |
|
|---|---|---|---|
| Giới hạn bề, ksi (MP) | 60-80(415-550) | 65-85(450-585) | 70-90(485-620) |
| Giới hạn chảy, min. ksi (MP) | 32(220) | 35(240) | 38(260) |
| Độ giãn dài với 8 in. (200 mm), min, % | 21 | 19 | 17 |
| Độ giãn dài với 2 in. (50 mm), min, % | 25 | 23 | 21 |
Dạng cung cấp phôi thép A515
Thường được sản xuất thành các tấm có kích thước như sau:
- Độ dày: 6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 14mm, 16mm…..300mm.
- Chiều dài: 1000mm, 6000mm, 9000mm, 12000mm.
- Chiều ngang: 1000mm, 1250mm, 1500mm, 2000mm, 2500mm, 3000mm.
Lưu ý khi mua thép A515
Đến thời điểm hiện tại của bài viết (19-11-2021), thép chịu nhiệt A515 vẫn chưa được sản xuất tại Việt Nam. Do đó đều phải nhập khẩu từ nước ngoài. THT không có khả năng cung cấp các sản phẩm này. Nhưng để xác định, kiểm tra thành phần mác thép và cơ tính thì chúng tôi có dịch vụ này. Vì thép A515 thường chế tạo các chi tiết làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, do đó cần tính an toàn cao như nồi hơi. Chỉ cần sai xót nhỏ sẽ gây hậu quả nghiệm trọng, nên bạn nên tìm tới các công ty thép Uy tín để mua sản phẩm này.
Hợp kim chịu nhiệt
Hợp kim chịu nhiệt đề cập đến các hợp kim dựa trên sắt, niken hoặc coban có thể được sử dụng ở nhiệt độ cao từ 600 oC trở lên và ứng suất cụ thể cho công việc lâu dài. Các hợp kim này kết hợp độ bền nhiệt độ cao, chống oxy hóa và chống ăn mòn tốt, độ mỏi tốt và đặc tính dẻo dai gãy xương. Theo nguyên tố hợp kim, khả năng chịu nhiệt có thể được chia thành cơ sở Fe, cơ sở niken, cơ sở coban và các siêu hợp kim khác. Hợp kim chịu nhiệt dựa trên Fe được sử dụng dưới nhiệt độ có thể đạt tới 750 ~ 780oC, trong trường hợp đó đòi hỏi các bộ phận nhiệt độ cao hơn, niken và kim loại chịu lửa như hợp kim dựa trên coban có thể là lựa chọn tốt hơn.
+ Thép không gỉ chịu nhiệt
Một vật liệu hợp kim dựa trên Fe có thêm một lượng Ni, Cr và các nguyên tố hợp kim khác cho nhiệt độ cao. Thép hợp kim chịu nhiệt có thể được chia thành thép chịu nhiệt martensite, austenite, Pearlitic và ferritic theo yêu cầu chuẩn hóa của chúng. Các hợp kim này thường được sử dụng trong ngành hóa dầu, ô tô, sản xuất điện và công nghiệp đốt như nhà máy lọc dầu, bộ phận bẻ khóa xúc tác chất lỏng, thanh treo, ống đốt nóng. Hợp kim 321 , 316Ti, 309, 310S , 310S là thép không gỉ Austenitic được sử dụng phổ biến nhất được phát triển để sử dụng trong các ứng dụng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao.
+ Hợp kim chịu nhiệt dựa trên niken
Hợp kim chịu nhiệt dựa trên niken có hơn một nửa hàm lượng niken làm cho nó có độ bền cao ở nhiệt độ cao và phù hợp với nhiệt độ làm việc từ 1000oC trở lên. Quá trình giải pháp rắn và lão hóa có thể cải thiện đáng kể sức đề kháng leo và cường độ năng suất nén. Nhiều turboengine sử dụng hợp kim dựa trên niken cho lưỡi tuabin, buồng đốt và thậm chí cả bộ tăng áp. Nhiệt độ cao cho vật liệu động cơ máy bay thay đổi từ 750oC thành 200 oC, cũng thúc đẩy công nghệ xử lý đúc phát triển nhanh và phủ bề mặt, v.v. Hợp kim 718, 706, 800 H, 600, 601 625 thường được gọi là hợp kim chịu nhiệt và được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao khác nhau.
+ Cobalt dựa trên hợp kim chịu nhiệt
Hợp kim dựa trên coban là một hợp kim nhiệt độ cao dựa trên hơn 60% coban, với Cr, Ni và các yếu tố khác được thêm vào để cải thiện hiệu suất chịu nhiệt. Mặc dù loại hợp kim chịu nhiệt này có hiệu suất chịu nhiệt tốt, nhưng rất khó để hoàn thành sản xuất số lượng vì mức tiêu thụ thấp và khả năng làm việc chăm chỉ. Hợp kim dựa trên coban thường được sử dụng trong các bộ phận hoặc linh kiện dưới nhiệt độ cao từ 600oC đến 1000oC hoặc ứng suất phức tạp trong thời gian dài, ví dụ, lưỡi động cơ máy bay, tuabin, linh kiện nóng và buồng đốt động cơ hàng không vũ trụ, v.v. hiệu suất kháng nhiệt tốt hơn, các yếu tố như W, MO, Ti, Al và Co nên được thêm vào trong điều kiện chung để đảm bảo khả năng chịu nhiệt và chống mỏi tuyệt vời. Các hợp kim rèn dựa trên coban như L605, Alloy 188 và N-155 tiếp tục được sử dụng. Hợp kim S-816 vẫn được sử dụng cho van xả trên động cơ xăng và diesel.
Ứng dụng của thép chịu nhiệt
Sản phẩm sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực, trong đó có thể kể đến như: đóng tàu thuyền, xây dựng, là vật liệu chính để làm bồn chứa xăng dầu, khí đốt. Ngoài ra, nó còn dùng để chế tạo những sản phẩm chịu nhiệt như lò hơi, nồi sấy, tấm chịu nhiệt, bình ga, bình đựng khí đốt. Dùng trong lĩnh vực sản xuất ô tô.
Kim loại chịu nhiệt
Dưới đây là những kim loại chịu nhiệt cao, hợp kim của chúng có thể chế tạo thành các chi tiết chịu nhiệt:
– Iridi (Ir)
Nhiệt độ nóng chảy: 2739 K (2466 °C, 4471 °F).
Iridi là một nguyên tố hóa học với số nguyên tử 77 và ký hiệu là Ir. Là một kim loại chuyển tiếp, cứng, màu trắng bạc, iridi là nguyên tố đặc thứ 2 (sau osmi) và là kim loại có khả năng chống ăn mòn nhất, thậm chí ở nhiệt độ cao khoảng 2000 °C.
Osmi–iridi được dùng làm vòng la bàn. Đồng vị phóng xạ iridi-192 là một trong hai nguồn năng lượng quan trọng nhất được dùng trong công nghiệp như chụp ảnh phóng xạ trong thí nghiệm không phá hủy các kim loại.
Ngoài ra, 192Ir được sử dụng làm nguồn cung cấp phóng xạ gama trong điều trị ung thư, một dạng xạ trị mà các nguồn phóng xạ đóng gói được đặt bên trong hoặc gần khu vực cần điều trị trong cơ thể. Các điều trị đặc biệt như cận xạ trị tiền liệt liều cao, cận xạ trị ống mật, và cận xạ trị hốc cổ tử cung. Iridi là chất điện phân tốt trong việc phân hủy hydrazine (thành nitơ và ammoniac), và việc phân hủy này được dùng trong các động cơ tên lửa đẩy lực thấp.
– Molypden (Mo)
Nhiệt độ nóng chảy: 2896 K (2623 °C, 4753 °F)
Molypden là một nguyên tố hóa học với ký hiệu Mo và số nguyên tử 42, là kim loại chuyển tiếp. Nó thường được sử dụng trong các loại hợp kim thép có sức bền cao. Molypden được tìm thấy ở dạng dấu vết trong thực vật và động vật.
Khả năng của molypden trong việc chịu đựng được nhiệt độ cao mà không có sự giãn nở hay mềm đi đáng kể làm cho nó hữu ích trong các ứng dụng có sức nóng mãnh liệt, bao gồm sản xuất các bộ phận của máy bay, tiếp điểm điện, động cơ công nghiệp và dây tóc đèn.
Phần lớn các hợp kim thép sức bền cao chứa khoảng 0,25% tới 8% molypden, dùng để sản xuất thép không gỉ, thép công cụ, gang cùng các siêu hợp kim chịu nhiệt. Do có trọng lượng riêng nhỏ hơn cùng giá cả ổn định hơn so với vonfram, nên molypden được bổ sung vào vị trí của vonfram. Mặc dù điểm nóng chảy của nó là 2.623 °C, nhưng molypden nhanh chóng bị ôxi hóa ở nhiệt độ trên 760 °C, nên nó phù hợp tốt hơn để sử dụng trong môi trường chân không.
– Tantan (Ta)
Nhiệt độ nóng chảy: 3290 K (3017 °C, 5463 °F).
Tantan là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Ta và số nguyên tử bằng 73. Nó là nguyên tố hiếm, cứng, có màu xám-xanh óng ánh, là kim loại chuyển tiếp, chống ăn mòn rất tốt, thường có trong khoáng chất tantalit.
Tantan nặng, dễ uốn, cứng, dễ gia công, chống ăn mòn bởi axit rất tốt, dẫn điện và nhiệt tốt. Ở nhiệt độ dưới 150 °C Tantan không phản ứng hóa học với chất nào và chỉ bị ăn mòn bởi axit flohidric, dung dịch axít chứa iôn flo và sulfua trioxit. Tantan có điện dung lớn nhất trong số các hóa chất dùng trong tụ điện.
Tantan được sử dụng chủ yếu dưới dạng bột kim loại, để tạo ra các linh kiện điện tử, như trong các tụ điện Tantan, có điện dung lớn mà kích thước nhỏ. Do kích thước và khối lượng nhỏ, các tụ điện Tantan được dùng nhiều trong các điện thoại di động, máy nhắn tin, máy tính cá nhân và điện tử của ô tô. Tantan cũng được dùng để tạo ra nhiều hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao, cứng mà dễ gia công. Khi pha với các kim loại khác, nó cũng được dùng để làm các dụng cụ tôi luyện chế tạo các siêu hợp kim cho động cơ phản lực, dụng cụ thí nghiệm hóa học, lò phản ứng hạt nhân, các bộ phận của lò luyện chân không và các bộ phận của tên lửa.
Tantan được dùng trong các dụng cụ phẫu thuật và cấy ghép trong cơ thể, vì nó không phản ứng với các dịch thể.
Ôxít Tantan còn được dùng để tạo kính có chiết suất cao cho thấu kính của máy quay.
– Osmi (Os)
Osmi là kim loại thuộc họ platin; ký hiệu Os; mang số hiệu nguyên tử 76; nguyên tử khối 190,2.
Osmi là kim loại nặng nhất trong các kim loại từng biết (khối lượng riêng 22,6g/cm3, nặng hơn khoảng 0,2g/cm3 so với Iridi, kim loại nặng thứ nhì). Osmi khá cứng nhưng cũng khá giòn; có nhiệt độ nóng chảy rất cao. Trong hợp chất, Osmi có số oxi hóa từ -2 đến +8. Trong đó, hợp chất có số oxi hóa +2; +3; +4 và +8 là khá phổ biến. Kim loại này được dùng chủ yếu trong các hợp kim không gỉ dùng để bịt đầu các ngòi bút hoặc các trụ bản lề dụng cụ.
– Rheni (Re)
Nhiệt độ nóng chảy: 3459 K (3186 °C, 5767 °F).
Rheni là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Re và số nguyên tử 75. Nó là một kim loại chuyển tiếp nặng, màu trắng bạc. Với mật độ trung bình cỡ một phần tỷ (ppb), rheni là một trong nguyên tố hiếm nhất trong lớp vỏ trái đất. Rheni tương tự như mangan về mặt hóa học và thu được dưới dạng phụ phẩm trong tinh chất molypden và đồng. Ở dạng hợp chất, rheni thể hiện các trạng thái oxi hóa từ −1 tới +7.
Rheni được bổ sung vào các siêu hợp kim chịu nhiệt độ cao sử dụng trong chế tạo các bộ phận của động cơ phản lực, chiếm tới 70% sản lượng rheni toàn thế giới. Ứng dụng lớn khác là trong các chất xúc tác platin-rheni, được sử dụng chủ yếu trong sản xuất xăng có chỉ số octan cao và không chứa chì.
– Wolfram (W)
Nhiệt độ nóng chảy: 3695 K (3422 °C, 6192 °F).
Wolfram còn gọi là Tungsten hoặc Vonfram, là một nguyên tố hóa học có ký hiệu là W (tiếng Đức: Wolfram) và số nguyên tủ 74. Là một kim loại chuyển tiếp có màu từ xám
thép đến trắng, rất cứng và nặng, wolfram được tìm thấy ở nhiều quặng bao gồm wolframit và scheelit. Đặc biệt nó là kim loại không phải là hợp kim có điểm nóng chảy cao nhất.
Do có chịu được nhiệt độ cao và có điểm nóng chảy cao nên wolfram được dùng trong các ứng dụng nhiệt độ cao như dây tóc bóng đèn, ống đèn tia âm cực, và sợi ống chân không, thiết bị sưởi và các vòi phun động cơ tên lửa. Do tính dẫn điện và tính trơ hóa hóa học tương đối của nó, wolfram cũng được dùng trong làm điện cực, và nguồn phát xạ trong các thiết bị chùm tia điện tử dùng súng phát sa trường, như kính hiển vi điện tử. Trong điện tử, wolfram được dùng làm vật liệu kết nối trong các vi mạch, giữa vật liệu điện môi silic đôxit và transistor.
Thép ống chịu nhiệt gồm những loại nào?
- Ống thép đúc nguyên liệu A106 thường dùng cho công trình nhiệt độ nóng cao từ 400 độ C đến 900 độ C
- Ống thép đúc nguyên liệu A333 gr6 thường dùng cho công trình nhiệt độ nóng thấp – 10 độ C đến 100 độ C
Nhiệt độ chịu nhiệt của inox ?
Thép không gỉ là một loại vật liệu đươc sử dụng với mục đích đầu tiên như tên gọi của nó là khả năng chống gỉ cao. Thép không gỉ được chia làm các họ thép không gỉ: ferrrit, Austenit, Duplex ( tối ưu 50%F+ 50%A) và thép hóa bền tiết pha. Một số mác thép không gỉ thuộc các họ trên còn có khả năng chịu nhiệt tốt. Nhữn mác thép không gỉ (inox) hiện nay đang được sử dụng phổi biến ở Việt Nam như Inox 310S, Inox 321, Inox 409L, Inox 309 và Inox 630. Trong phạm vi câu trả lời này, tôi cũng xin được liệt kê thành phần các mác thép (inox), ứng dụng và đặc biệt là khả năng chịu nhiệt của mác thép này. Để quý độc giả đang cần thông tin liên quan có thể tham khảo.
- Inox 310 S: Mác thép inox 310 S có thành phần cơ bản giống inox 310 chỉ khác nhau cơ bản là thành phần cacbon. Cụ thể Cacbon trong inox 310 có thể lên tới tối đa 0.25%, trong khi đó thép 310S chỉ cho tối đa 0.08%. Thành phần cacbon nhỏ hơn làm cho thép có khả năng chống ăn mòn tốt hơn. Còn lại thành phần các nguyên tố còn lại như sau (tối đa): Mn (2%), Si (1,5%), Cr (24%), Ni(19%) và P (<0.045), S (<0.03%). Thép có độ bền, giới hạn chảy và độ giãn dài lần lươt là: 595 MPa, 295Mpa và 52 Pa. Độ cứng không xác định do quá thấm. Khả năng chịu nhiệt mác 310S có thể lên tới 1100 oC. Lưu ý các ứng dụng có chứa lưu huỳnh, nhiệt đọ có thể bị giảm. Giải thích khả năng chịu nhiệt của thép 310s hay 310 là do hàm lượng crom trong thép cao. Hàm lượng crôm cao giúp Inox 310s tăng các đặc tính nhiệt độ cao + mang lại cho Inox 310s này khả năng chống ăn mòn tốt. Khả năng kháng nước biển khoảng 22 ° C, tương tự như Inox 316. Khả năng chống tuyệt vời ở nhiệt độ bình thường, và khi ở dịch vụ nhiệt độ cao thể hiện khả năng chống oxy hóa và khí quyển carburising tốt. Chống lại axit nitric ở nhiệt độ phòng và nitrat hợp nhất lên đến 425 ° C. Inox 310s này chứa 25% crôm và 20% niken, làm cho chúng có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn cao. Inox 310S là một phiên bản carbon thấp hơn, ít dễ bị bòn rút và nhạy cảm trong các ứng dụng.
- Inox 321: Thép inox 321 có các biến thể khác là 321. Về thành phần hóa học của mác thép 321: C (<0,08%), Mn(<2), Si (<0,75%), Cr (17-19%), Ni(9-12%), P(<0,045%), S (<0,03%). Thông số trong thí nghiệm kéo gồm giới hạn bền, giới hạn chảy, độ giãn dài lần lượt là 515 Mpa, 205 Mpa, 40 %. Độ cứng thép 321 không vượt quá 217 HB. Thép 321 có thể làm việc ở nhiệt độ dưới 900 oC. Khả năng chống ăn mòn và oxy hóa tốt hon các mác: inox 301, inox 201 và inox 430.
- Inox 309S: Mác thép inox 309S có thành phần hóa hoc: C(<0.08%), Si(<1%), Mn(<2%), Cr (22-24%), P(<0.045%), S(<0.03%), Ni(12-15%). Thép inow 309 được dùng trong chế tạo lò hơi, chi tiết lò đốt, thành lò đối, thiết bị xử lý hóa chất, các đường ống dẫn nhiệt, hóa chất. Nhiệt độ làm việc trong điều kiện liên tục không quá 980 oC. Còn đối với các chi tiết làm việc liên tục có thể lên tới 1095 oC.
- Inox 409: Thép inox 409 là theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ, tuong đương với X2CrTi12 (Anh), 1.4512 (Đức). Thành phần hóa học của inox 409 bao gồm C(<0,03%), Si (<1%), Mn (<1%), Cr (10,5-12,5%), Ti (<6x(C+N), P (<0,04%) và S(<0.015%). Inox có khả giới hạn bền, giới hạn chảy, mođun đàn hồi lần lượt là (390-560) Mpa, 220 Mpa, 220 kN/mm2. Độ cứng không vượt quá 180 HB. Inox 409L có khả năng 675 oC trong điều kiện không liên tục và 815 oC trong điều kiện làm việc liên tục.
- Inox 630: Inow 630 có thành phần hóa học gồm C(<0,07%), Mn(1%), Si (<1%), P(<0,04%), S(<0,03%), Cr(15-17%), Ni(3-5%), Cu(3-5%) và Nb (0,15-0,45%). Do có hàm lượng Cu cao nên inow 630 được độ bền và khả năng chống ăn mòn tốt.
