ماده ای که به عنوان 1.4823 نامگذاری شده است، همچنین با نام شیمیایی EN آن GX40CrNiSi27-4 شناخته می شود، یک درجه{4}}تثبیت شده از فولاد ریخته گری مقاوم در برابر حرارت{7}} است که در بسیاری از کاربردهای صنعتی که شامل دماهای بالا هستند، نقش حیاتی ایفا می کند. این نام گذاری عددی، با پیروی از استانداردهایی مانند EN 10295، ارجاع واضحی به مواد مهندسی شده برای مقاومت در برابر شرایط سخت محیط های با دمای بالا ارائه می دهد. این ترکیب خاصی از مقاومت در برابر اکسیداسیون، استحکام مکانیکی و پایداری ساختاری را ارائه می دهد که آن را در بخش های مختلف از پتروشیمی تا ساخت کوره های صنعتی و تاسیسات عملیات حرارتی ضروری می کند. این ماده به ویژه برای کاربردهایی که در دمای بالاتر از 600 درجه سانتیگراد کار می کنند، با حداکثر دمای سرویس تا 1100 درجه سانتیگراد در اتمسفرهای اکسید کننده ارزش دارد، اگرچه این می تواند بسته به شرایط محیطی خاص به طور قابل توجهی متفاوت باشد.
عملکرد استثنایی 1.4823 اساساً ریشه در ترکیب شیمیایی متعادل آن دارد. این مشخصات محدوده کربنی 0.30 تا 0.50 درصد وزنی را تعیین می کند. این سطح از کربن برای تامین استحکام و مقاومت مناسب در برابر خزش مواد در دماهای بالا بسیار مهم است و تضمین می‌کند که قطعات یکپارچگی ساختاری خود را تحت تنش مکانیکی طولانی‌مدت حفظ می‌کنند. مشخص ترین مشخصه این فولاد محتوای کروم بالای آن است که بین 25.0 تا 28.0 درصد مشخص شده است. این حضور قابل توجه کروم دلیل اصلی مقاومت فوق العاده فولادها در برابر اکسیداسیون و خوردگی در دماهای بالا است. هنگامی که کروم در دمای بالا در معرض اتمسفر اکسید کننده قرار می گیرد، باعث تشکیل یک لایه اکسید کروم متراکم، چسبنده و پایدار بر روی سطح می شود. این لایه به عنوان یک مانع محافظ عمل می کند و به طور موثر از فلز زیرین در برابر حمله بیشتر توسط اکسیژن، گوگرد و سایر گازهای خورنده احتراق محافظت می کند، بنابراین از پوسته پوسته شدن و تخریب مواد جلوگیری می کند. سیلیکون، موجود در محدوده 1.0 تا 2.5 درصد، با کروم هم افزایی دارد. این نه تنها سیالیت فولاد مذاب را در طول فرآیند ریخته‌گری افزایش می‌دهد، بلکه به تشکیل مقیاس اکسیدی مؤثرتر و محافظ‌تر کمک می‌کند و مقاومت مواد را در برابر اکسیداسیون در دمای بالا بیشتر تقویت می‌کند. محتوای نیکل که بین 3.0 تا 6.0 درصد مشخص شده است، به همان اندازه مهم است زیرا باعث ایجاد یک ریزساختار آستنیتی می‌شود که استحکام دمایی بالا، شکل‌پذیری بهتر، افزایش مقاومت در برابر خستگی حرارتی و عملکرد برتر در محیط‌های پرتقاضا را در مقایسه با گریدهای کاملاً فریتی فراهم می‌کند. سایر عناصر تا حداکثر کنترل شده برای حفظ یکپارچگی آلیاژ پایه نگهداری می شوند. منگنز به حداکثر 1.5 درصد محدود می شود، و فسفر و گوگرد هر دو به سطوح پایین محدود می شوند، معمولاً حداکثر به ترتیب 0.040 درصد و 0.030 درصد، برای اطمینان از قابلیت ریخته گری خوب و جلوگیری از مسائلی مانند ترک خوردگی داغ. مولیبدن نیز ممکن است وجود داشته باشد اما فقط در مقادیر باقیمانده، با حداکثر حد 0.5 درصد.
خواص مکانیکی 1.4823 منعکس کننده ماهیت آستنیتی و مناسب بودن آن برای سرویس در دمای بالا است. مشخصات استاندارد حداقل مقادیر به دست آمده از قطعات آزمایشی جداگانه در دمای اتاق را برای اطمینان از کیفیت و سازگاری تعریف می کند. استحکام تسلیم، نشان دهنده تنشی است که در آن ماده شروع به تغییر شکل پلاستیکی می کند، معمولاً با حداقل مقدار 250 مگا پاسکال مشخص می شود، اگرچه برخی منابع بسته به شرایط عملیات حرارتی خاص، مقادیری را در حدود 175 تا 290 مگا پاسکال گزارش می دهند. استحکام کششی، که نشان دهنده حداکثر تنشی است که ماده می تواند قبل از شکست تحمل کند، معمولاً حداقل باید 550 مگا پاسکال باشد، با مقادیر گزارش شده از 547 تا 620 مگا پاسکال. شکل‌پذیری، که با درصد ازدیاد طول پس از شکست اندازه‌گیری می‌شود، با حداقل 3 تا 4 درصد مشخص می‌شود، اگرچه برخی منابع مقادیر ازدیاد طول حدود 41 درصد را برای کاهش سطح مقطع نشان می‌دهند. سختی مواد، که اغلب با استفاده از روش برینل اندازه گیری می شود، معمولاً بین 180 تا 232 HBW بسته به شرایط ریخته گری و هر عملیات حرارتی اعمال شده متغیر است. مدول الاستیک تقریباً 200 گیگا پاسکال و مدول برشی حدود 79 گیگا پاسکال است. توجه به این نکته ضروری است که این ویژگی‌های دمای اتاق، در حالی که برای کنترل کیفیت مفید هستند، پارامترهای اولیه طراحی برای برنامه‌های{24}در دمای بالا نیستند. در سرویس، عملکرد مواد توسط مقاومت آن در برابر خزش، توانایی آن در مقاومت در برابر تنش در دوره‌های طولانی در دماهای بالا بدون تغییر شکل پیشرونده، و پایداری ریزساختاری طولانی مدت آن کنترل می‌شود.
خواص فیزیکی بیشتر مناسب بودن 1.4823 را برای کاربردهای مورد نظر آن تعریف می کند. چگالی آن تقریباً 7.6 گرم در سانتی متر مکعب است که برای فولادهای ریخته گری آستنیتی آلیاژی بالا معمولی است و برای محاسبه وزن اجزای ریختگی و برای اهداف طراحی ضروری است. خواص حرارتی به ویژه برای اجزایی که در معرض چرخه حرارتی و شار حرارتی بالا قرار دارند، مهم است. این ماده دارای ضریب متوسط انبساط حرارتی تقریباً 13 میکرومتر بر متر بر کلوین است که مشخصه فولادهای آستنیتی است و باید در طراحی به دقت در نظر گرفته شود تا تنش های حرارتی مدیریت شود و از فاصله های مناسب بین قطعات متحرک یا مجاور اطمینان حاصل شود. رسانایی حرارتی تقریباً 16.7 تا 17 وات بر متر بر کلوین در دمای اتاق است که بر شیب دمایی درون یک جزء در طول گرمایش و سرمایش تأثیر می‌گذارد. ظرفیت گرمایی ویژه تقریباً 490 تا 500 ژول بر کیلوگرم بر کلوین است. این ماده دارای محدوده ذوب با جامدوس در حدود 1360 درجه سانتیگراد و مایع در حدود 1400 درجه سانتیگراد است. یک ویژگی مهم برای این ماده این است که حداکثر دمای سرویس{17}} آن برای عملکرد مداوم تا 1100 درجه سانتیگراد در اتمسفرهای اکسید کننده درجه بندی شده است، که آن را برای کاربردهای دمای بالا که در آن مقاومت در برابر اکسیداسیون و استحکام مکانیکی مورد نیاز است مناسب است. با این حال، این محدودیت دما به طور خاص برای محیط های هوای پاک اعمال می شود. در اتمسفرهای دیگر، مانند شرایط احیا کننده یا گوگرد{21}، حداکثر دمای استفاده ممکن است به میزان قابل توجهی کمتر باشد.
به عنوان یک فولاد ریخته‌گری شده، 1.4823 معمولاً از طریق فرآیندهای ریخته‌گری مختلف به اجزای تمام‌شده یا نزدیک به{1} ساخته می‌شود. G در نام شیمیایی EN آن تأکید می کند که خواص آن برای شرایط ریخته گری بهینه شده است، اگرچه این ماده می تواند بسته به نیازهای برنامه در شرایط محلول-بازپخت شده یا سایر شرایط عملیات حرارتی- نیز عرضه شود. این امکان تولید هندسه های پیچیده مانند شبکه های کوره، آویزها، اجزای لوله تابشی، نازل های مشعل، صفحات پشتیبانی لوله و سایر قطعات پیچیده مورد استفاده در تجهیزات دمای بالا را فراهم می کند. ساخت این اشکال از طریق فرآیندهای فرفورژه مانند آهنگری یا نورد دشوار یا غیرممکن است. این ماده به ویژه برای کاربرد آن در خطوط بازپخت و عملیات حرارتی، جایی که برای شبکه‌ها، وسایل، سبدها و غلتک‌هایی که باید در برابر دمای بالای گاز و بارهای خزشی مقاومت کنند، استفاده می‌شود. در بخاری‌های پتروشیمی، برای کاشی‌های مشعل، نازل‌ها و براکت‌هایی که مقاومت در برابر اکسیداسیون و عملکرد چرخه حرارتی حیاتی هستند، استفاده می‌شود. نکته قابل توجه برای این ماده، قابلیت ریخته گری آن است. 1.4823 به عنوان یک گرید فولادی{13}}در برابر حرارت{14}}بالا{14}}به کنترل دقیق فرآیندهای ذوب، تغذیه و انجماد نیاز دارد. محتوای بالای کروم و سیلیکون دمای مایع را افزایش می دهد و خطر ترک خوردگی داغ را افزایش می دهد. ماتریس آستنیتی غنی{18}نیکل چقرمگی را بهبود می‌بخشد، اما در صورتی که روش ریخته‌گری به دقت کنترل نشود، می‌تواند گاز را راحت‌تر حفظ کند. شبیه‌سازی صحیح ریخته‌گری، طراحی سیستم دروازه‌ای و روش‌های عملیات حرارتی برای تولید ریخته‌گری‌های صوتی عاری از عیوب مانند پارگی داغ، تخلخل انقباض یا تخلخل گاز ضروری هستند.
انتخاب 1.4823 برای یک برنامه خاص به دلیل ترکیب برتر آن از مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا، استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر چرخه حرارتی است. یکی از زمینه های اصلی استفاده از آن در ساخت کوره های صنعتی و تجهیزات عملیات حرارتی برای صنایع مختلف است. معمولاً برای ساخت قطعاتی به کار می رود که نه تنها باید در دمای بالا بلکه بارهای مکانیکی و چرخه حرارتی را نیز تحمل کنند. ترکیب مواد از استحکام، مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر خستگی حرارتی آن را برای چنین کارهایی ایده آل می کند. در صنایع پتروشیمی و پالایش، 1.4823 برای اجزایی که نیاز به پایداری در محیط‌های فرآوری هیدروکربنی با دمای بالا دارند، استفاده می‌شود. این ماده مقاومت خوبی در برابر اتمسفرهای اکسید کننده از خود نشان می دهد و در کاربردهایی که ترکیبات گازی عمدتاً اکسید کننده هستند، ارزشمند است. علاوه بر این، در سایر فرآیندهای صنعتی با دمای بالا، از جمله کوره‌های تونلی و شاتل برای ریل‌ها و بلوک‌های لغزنده، و همچنین در تولید سیمان، فرآوری مواد معدنی، و سوزاندن زباله که در آن مقاومت اکسیداسیون و مقاومت مکانیکی ترکیبی مورد نیاز است، کاربرد دارد. با این حال، در کاربردهای سوزاندن زباله و زیست توده، جایی که سایش داغ از مواد جامد و خاکستر یک نگرانی اولیه است، سایر گریدها با محتوای کربن بالاتر ممکن است بر 1.4823 . ترجیح داده شوند.
در مقایسه با سایر گریدهای مقاوم در برابر حرارت، 1.4823 جایگاه خاصی را در خانواده فولادهای ریخته‌گری شده مقاوم در برابر حرارت{2}}آستنیتی اشغال می‌کند. این ماده به گروه موادی تعلق دارد که شکاف بین گریدهای فریتی آلیاژ پایین-و گریدهای کاملا آستنیتی با محتوای نیکل بالاتر را پر می کند. در مقایسه با گریدهای فریتی مانند 1.4743، که حاوی تقریباً 18 درصد کروم و 1.6 درصد کربن است، 1.4823 دارای قابلیت دمای بالا تا 1100 درجه سانتیگراد در مقایسه با 900 درجه سانتیگراد، مقاومت در برابر اکسیداسیون بهتر به دلیل ساختار بهتر کروم نسبت به خمیر آن است. با این حال، فریت 1.4743 سختی بالاتر و مقاومت بهتری را در برابر سایش مواد جامد و خاکستر به دلیل محتوای کربن بسیار بالاتر ارائه می دهد. در مقایسه با گریدهای آستنیتی نیکل بالاتر مانند 1.4848، که حاوی تقریباً 25 درصد کروم و 20 درصد نیکل است، 1.4823 راه حلی مقرون به صرفه‌تر{21}}در برنامه‌هایی ارائه می‌کند که در آن‌ها نهایت استحکام-در حرارت بالا و مقاومت در برابر خوردگی لازم نیست. مقدار کمتر نیکل آن باعث اقتصادی تر شدن آن می شود و در عین حال مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون و پایداری مکانیکی تا 1100 درجه سانتیگراد دارد. استانداردهای بین‌المللی مربوطه راهنمایی جامعی در مورد خواص و کاربردهای مختلف فولادهای ریخته‌گری{26}مقاوم در برابر حرارت ارائه می‌کنند و به مهندسان اجازه می‌دهند تا مقایسه‌های آگاهانه‌ای را بر اساس شرایط خدمات خاص، عوامل وزنی مانند دما، ترکیب جو، بارهای مکانیکی، و ملاحظات اقتصادی انجام دهند.
در نتیجه، 1.4823 یک فولاد ریخته‌گری‌شده مقاوم در برابر حرارت{1}} اثبات‌شده و قابل اعتماد است که ارزش آن در ترکیب قوی از محتوای کروم بالا برای مقاومت در برابر اکسیداسیون و افزودن نیکل کافی برای ایجاد ساختار آستنیتی با خواص مکانیکی پیشرفته نهفته است. ترکیب شیمیایی آن که به دقت مشخص شده است، تشکیل یک لایه اکسید محافظ را تضمین می کند که از خوردگی در دمای بالا محافظت می کند، در حالی که ریزساختار آستنیتی استحکام و مقاومت در برابر خستگی حرارتی را بهبود می بخشد. به عنوان یک آلیاژ ریخته‌گری، انعطاف‌پذیری طراحی را برای تولید قطعات پیچیده و بادوام ارائه می‌دهد که باید در برابر اثرات ترکیبی گرما، تنش و اتمسفرهای اکسیدکننده در محیط‌های صنعتی نیازمند مقاومت کنند. اگرچه ممکن است مقاومت سایشی شدید -درجات فریتی کربن بالاتر یا استحکام{7}در دمای بالا-درجات آستنیتی نیکل بالاتر- را نداشته باشد، نسبت عملکرد عالی-به{10}}هزینه و سابقه اثبات شده آن در ساخت کوره، تجهیزات عملیات حرارتی، و کاربردهای مداوم پتروشیمی تضمین می‌شود. برای مهندسان و طراحانی که وظیفه انتخاب مواد برای سرویس‌دهی در دمای بالا تا 1100 درجه سانتیگراد را بر عهده دارند، درک ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص 1.4823 برای تعیین ماده‌ای که عملکرد ایمن،{15} طولانی مدت و اقتصادی را ارائه می‌کند، کلیدی است. به رسمیت شناختن رسمی آن در استانداردهای بین‌المللی مانند EN 10295، جایگاه آن را به عنوان یک ماده با ارزش در زمینه مهندسی دمای بالا تثبیت می‌کند.
