Toplotno odporna jekla pri proizvodnji turbin. Glavne značilnosti materiala

Toplotno odporna jekla in zlitine kot posebna vrsta strukturnih materialov se je začela intenzivno uporabljati v povezavi z razvojem turbinske gradbene industrije. Turbine v obliki pretvornika ali vira energije se uporabljajo v napravi za toplotno energijo, zrakoplovih in ladijskih motorjih. V zadnjem času, plinska turbina strukture za prizemne vozni park (tovornjaki, lokomotive).

Ker se temperatura plina na vstopu povečuje, se specifična poraba goriva na enoto moči zmanjša. V zvezi s tem so se toplotno odporna jekla pojavila v precej kratkem času. Danes ti materiali v modelih turbine predstavljajo do 50% celotne mase.

Jeklo odporno na toploto je material, ki deluje ne samo pri povišanih temperaturah. Uporablja se pri kompleksnem stresnem stanju v določenem časovnem obdobju. Glavna značilnost, ki določa delovanje tega materiala, je odpornost proti toploti.

S to kakovostjo pomeni stres, ki ne vodi do uničenja danega seva, ki lahko zadrži kovinski material v določeni strukturi pri določeni temperaturi za določen časovni interval. Ko so določeni čas in napetost, se lastnost imenuje končna moč (dolga). Če se določi deformacija, čas in stres, se kakovost imenuje omejitev lezenja.

Toplotno odporna jekla imajo poleg trdnosti tudi plastičnost, ki jo je treba vzdrževati do konca delovanja. Zanesljivost kovine je ocenjena na podlagi plastičnosti.

Pomembna značilnost materiala je občutljivost na zarezo. Ta kakovost se določi v obliki razmerja časa, ki je pretekel pred uničenjem gladkega in zrezanega vzorca, preskušenega pri isti temperaturi stresa. Toplotno obstojna jekla se štejejo za neobčutljive na rezom v razmerju enako ali večje od ene.

Zaradi dejstva, da povečanje na obratovalno temperaturo poteka s časom, medtem ko začetek dela praviloma ustreza zunanji temperaturi, se veliko pozornost posveča vrednotam elastičnosti in moči. Pomembno je, da so vrednosti, ki jih ima material pri sobni temperaturi, dovolj visoke.

Ker toplotno obstojna jekla delujejo v pogojih zapletenih stresov, za katere je značilna stalna sprememba znaka in velikost obremenitev, je pomemben tudi indeks visoke odpornosti proti utrujenosti.

Danes uporaba kompleksnih tehničnih rešitev pri gradnji objektov zahteva, da so kovinski materiali z visokimi tehnološkimi značilnostmi. Tako pri izdelavi rezil v plinski turbinski motorji kovanje, precizno žigosanje, brušenje, obdelava končnih izdelkov in palic, precizno litje, poliranje. Proizvodnja zgorevalnih komorij iz toplotno odpornih kovinskih plošč se izvaja s stiskanjem, hladnim prebiranjem, točkovno varjenje in druge tehnologije. Najpogostejše tehnologije so elektrodno varjenje, trenje, difuzijsko varjenje, spajkalni izdelki. Vse te manipulacije zahtevajo visoko kakovostne lastnosti uporabljenega materiala.

Visokotemperaturne zlitine in jeklo po naravi so sposobne, da prihranijo zvišane kazalnike trajnosti, tako do dela, kot tudi do tehnoloških temperatur. To posledično ustvarja poseben odtis na vse uporabljene tehnologije preoblikovanja kovin, od samega deformacije ingota in do končnih postopkov za dodelavo izdelkov do zahtevane čistosti površine in zahtevanih dimenzij.