ZG40Cr26Ni12Si2耐热钢管抗渗碳 抗高温氧化
参考价 | ¥ 13.2 |
订货量 | ≥1Kg |
- 公司名称 济宁国弘机械科技有限公司
- 品牌 其他品牌
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- 厂商性质 生产厂家
- 更新时间 2025/7/27 10:25:30
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供货周期 | 两周 | 应用领域 | 环保,化工,石油 |
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ZG40Cr26Ni12Ni2 是一种以高铬镍为基础的奥氏体耐热铸钢,广泛应用于高温、渗碳性强(含碳氢化合物)或强氧化性环境中。它的设计初衷就是为了在严苛的高温条件下保持结构稳定性、抗变形能力和抗环境侵蚀能力。
针对您关心的点,以下是详细分析:
1. 抗高温氧化性能 (Excellent High-Temperature Oxidation Resistance):
* 核心元素 - 高铬含量 (Cr ≈ 26%):这是其抗氧化性的基础。在高温(尤其是800°C以上)含氧气环境中,钢表面会选择性氧化生成一层以Cr?O?为主的致密?;げ悖ㄑ趸ぃ?/p>
* 机理:ZG40Cr26Ni12Si2耐热钢管抗渗碳 抗高温氧化
* 阻挡层:致密的Cr?O?膜能有效阻挡环境中氧(O?)向内扩散,阻止基体金属被进一步氧化。
* 自修复性:在服役过程中,如果?;げ闶艿骄植克鹕耍ㄈ缛日?、机械刮擦),基体中的铬会扩散到表面重新形成?;げ?。
* 硅的贡献 (Si ≈ 2%):硅能促进形成更稳定、更致密、附着力更好的氧化铬层,并能在一定程度上生成玻璃态的SiO?,进一步增强阻挡氧扩散的能力。Si还可以改善氧化膜与基体的结合力。
* 性能特点:
* 高抗氧化温度:该合金在高达约1150°C 的氧化气氛中表现出优异的抗氧化能力(通常连续使用温度可达1000-1100°C,具体取决于环境和部件寿命要求)。
* 低氧化速率:得益于厚实、致密且稳定的Cr?O?膜,其氧化增重和金属损耗率远低于普通低合金钢和铬含量较低的耐热钢。
2. 抗渗碳性能 (Very Good Carburization Resistance):ZG40Cr26Ni12Si2耐热钢管抗渗碳 抗高温氧化
* 渗碳的危害:在高温(特别是700-1100°C)含有碳氢化合物(CH?, C?H?等)、CO、CO?或石墨等碳源的气氛中(如裂解炉、渗碳炉、转化炉),碳原子会渗入钢材内部。这会导致:
* 表面或晶间形成脆硬的碳化物(特别是Cr?C?, Cr??C?等)。
* 这些碳化物消耗基体中的铬,使周围区域贫铬,破坏氧化膜的?;つ芰?,加速氧化。
* 材料脆性增加,韧性下降,在热循环或机械应力下容易开裂剥落。
* 体积膨胀,导致应力、变形,甚至破坏耐火材料衬里。
* 抗渗碳机制:
* 外层氧化膜是第一道防线:上述那层致密的Cr?O?膜不仅能阻止氧扩散,也能有效阻挡碳原子的扩散和渗入,物理隔绝钢基体与含碳气氛的直接接触。
* 高铬含量提供“碳储备”:即使在氧化膜局部不完整(或在高碳势下少量碳渗入)的情况下,高铬含量的基体也能吸收溶解一部分碳并形成碳化物,延缓脆性层的形成速度和向内部扩展的程度。26%的Cr提供了足够的铬来形成碳化物而不至于使局部区域急剧贫铬。
* 硅(Si)的作用:硅能显著提高材料的抗渗碳性能。硅倾向于在氧化膜/基体界面富集,形成的含SiO?层(即使在还原性气氛下也可能局部存在)对碳的扩散具有的阻挡作用。
* 镍(Ni)的作用:镍稳定奥氏体组织,降低碳在基体中的扩散系数,有助于减缓渗碳层向内部生长的速度。
* 性能特点:
* 优异的抗渗碳能力:ZG40Cr26Ni12Si2 是的抗渗碳性能优异的钢种之一。它在如乙烯裂解炉管(结焦严重区)、高温渗碳炉部件、石化转化炉管等高碳势环境中表现出色。
* 适用于恶劣气氛:特别适合碳活性(ac)很高(碳势强),以及存在硫化物和氯离子(如炼油/石化装置)等促进渗碳的复杂气氛。
总结:
* 抗高温氧化: ZG40Cr26Ni12Si2在含氧高温环境下表现极其优异,核心是高铬(26%)形成稳定致密的Cr?O??;つ?,辅以硅(2%)的强化作用。其使用温度上限可达1100°C左右。
* 抗渗碳: 该合金具有杰出的抗渗碳能力。其表面的Cr?O??;つな俏锢砥琳?,而高Cr、高Si的成分配置提供了化学屏障,共同有效抵抗高温含碳气氛的侵蚀。它在乙烯裂解等结焦渗碳严重环境中的应用证明了这一点。
使用该材料的注意事项:
* 铸造状态:作为铸钢件,其力学性能、微观组织均匀性可能不如轧制锻件。需注意避免铸造缺陷。
* 焊接性:虽然可焊,但焊接复杂且需特殊焊接材料和严格的预热、焊接及焊后热处理工艺。应尽量避免在现场进行大量焊接,设计时应优先考虑铸造整体结构。建议使用相似成分甚至更高级别成分(如ZG35Cr30Ni15Si2或ZG35Cr45Ni10Nb)的焊材。
* 高温强度与蠕变:虽然耐腐蚀好,但在1100°C以上时其高温强度和抗蠕变能力会显著下降,需根据具体服役温度下的强度要求选用(更高镍铬或含Nb/W的合金高温强度更好)。ZG40Cr26Ni12Si2在900-1000°C范围有较好的强度。
* 热疲劳:在反复剧烈加热冷却(热震)的环境中,其抗热疲劳性能也是选材时需要考虑的因素。
典型应用场景举例(这些正是需要抗高温氧化+抗渗碳的环境):
* 乙烯裂解炉管(尤其是易结焦的高温段):承受高达1100°C,裂解气含大量碳氢化合物,是典型的强渗碳+强氧化+热循环环境。
* 高温渗碳炉辐射管、马弗罐、工装夹具:直接暴露在渗碳气氛中。
* 石化工业中的转化炉管(如制氢装置):高温含烃/蒸汽混合气。
* 处理强氧化性物料的窑炉构件、热风风帽、热处理炉导轨等。
结论:
ZG40Cr26Ni12Si2 是针对高温抗渗碳和抗高温氧化需求而设计的经典耐热铸钢。它在这两方面表现非常出色,尤其在高碳势环境中的应用优势,是石化、化工、热处理等行业高温设备关键部件的可靠选择之一。选材时需结合具体工况(温度、气氛成分、应力状态、预期寿命等)进行评估。