Марки стали жаростойкие – ГОСТ 5632-72 – Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки :: MetalGOST.ru

Содержание

Особенности жаропрочных и жаростойких сталей и их применение. Жаропрочные марки стали

Жаропрочная сталь: марка, подробное описание

Жаропрочная сталь, марки и виды которой рассмотрим далее, предназначена для длительного использования с учетом воздействия высоких термических и электрических нагрузок. Способ изготовления данного материала предусматривает последующую его эксплуатацию в течение длительного периода без деформаций. Особенности этого вида стали: высокая прочность и ползучесть. Рассматриваемые металлы преимущественно используются для постройки конструкций ненагруженного типа, эксплуатируемых под воздействием газовой окислительной среды и температур в диапазоне от 500 до 2000 градусов по Цельсию.

Характерные особенности

Марки жаропрочных и жаростойких сталей отличаются длительной прочностью. Этот показатель подразумевает возможность противостояния материала отрицательным внешним факторам на протяжении длительного времени. Высокая ползучесть – это влияние на непрекращающуюся деформацию стали в условиях повышенной трудности в плане эксплуатации и обслуживания.

От указанных факторов зависит возможность использования материала в той или иной сфере. Ползучесть характеризует предельный процент деформации, который в рассматриваемом случае составляет от 5 процентов на 100 часов до 1 % на 100 тысяч часов. По ГОСТУ 5632-72 любая марка жаропрочной стали не должна включать в себя добавки сурьмы, свинца, олова, мышьяка и висмута. Это обусловлено тем, что указанные материалы имеют малую температуру плавления, а это негативно сказывается на характеристиках конечного продукта. Некоторые элементы при нагревании выделяют негативные для здоровья человека испарения, что также сказывается на их непригодности для включения в подобного рода стали. В результате оптимальным составом для изготовления материала является железная основа с примесью хрома, никеля и прочих металлов, устойчивых к высоким температурам и окислительным процессам различного рода.

Жаропрочная сталь: марки

Ниже приведены основные марки рассматриваемого материала:

pellete.ru

Жаростойкость и жаропрочность – это важные характеристики сталей

Жаростойкость и жаропрочность являются очень важными характеристиками. Некоторые изделия машиностроения работают в очень сложных условиях при повышенных температурах. Обычные конструкционные стали при нагреве скачкообразно меняют свои механические и физические свойства, начинают активно окисляться и образовывать окалину, что совершенно неприемлемо и создает угрозу выхода из строя всего узла, а возможно, и серьезной аварии. Для работы при повышенных температурах инженеры-материаловеды при помощи металлургов создали ряд специальных сталей и сплавов. В данной статье дается их краткая характеристика.

Жаропрочные стали

Многие люди отождествляют понятие жаростойкости с таким понятием, как жаропрочность. Этого делать ни в коем случае нельзя. Жаропрочность еще называют красноломкостью. И под этим понятием подразумевают способность металла (либо сплава) сохранять высокие механические свойства при работе в условиях повышенных температур. То есть такой металл, даже будучи нагретым до красного свечения (оно характерно для температур выше 550 °С), не поползет и сохранит достаточную жесткость.

Говоря простым языком, жаропрочность – это способность материала сохранять работоспособность при нагреве до высоких температур. Обычные конструкционные стали даже при незначительном нагреве становятся пластичными, что исключает возможность их применения для изготовления изделий, работающих при высоких температурах.

Разные марки металлов и сплавов обладают различной жаропрочностью. Этот показатель зависит от химического состава материала. Испытания на жаропрочность могут проводиться на протяжении длительного времени. Но чаще всего образцы, нагретые в печи до определенной температуры, испытывают на растяжение в течение короткого отрезка времени.

Жаростойкие стали

Жаростойкость, в отличие от жаропрочности, – это способность материалов противостоять развитию коррозионных процессов при работе в условиях высоких температур. Обычные стали, если их подвергнуть нагреву (за исключением термической обработки в защитной атмосфере или в вакууме), начинают окисляться. Кроме того, при длительном нагреве углерод на поверхности изделия начинает выгорать. В результате поверхность обедняется углеродом, что приводит к резкому изменению механических свойств (прежде всего, твердости) на поверхности. Износостойкость падает. Получает развитие такое негативное явление, как задиры. Данная группа сталей может работать при температурах около 550 °С.

С целью увеличить жаростойкость стали, ее расплав легируют кремнием, алюминием и хромом. Иногда достаточно повысить жаростойкость поверхности детали. В таком случае прибегают к силицированию или алитированию (насыщению поверхностного слоя соответственно атомами кремния или алюминия) в порошковой среде.

Материалы с высокой температурой плавления

При эксплуатации в условиях особенно высоких температур рассмотренные материалы не могут использоваться, так как при температуре в районе 2000 °С начинает протекать оплавление (выделяется жидкая фаза). Для этих целей используют тугоплавкие металлы: вольфрам, ниобий, ванадий, цирконий и так далее. Эти материалы довольно дорогие, но инженеры еще не нашли для них достойной альтернативы.

Характеристика сплавов на основе хрома и никеля

Сплавы, обладающие большой жаропрочностью, очень востребованы в энергетическом машиностроении (лопатки паровых турбин, части двигателей летательных аппаратов и так далее). Причем потребность в подобных материалах постоянно растет. Более того, производство требует от ученых получения все более и более совершенных материалов, способных сохранять свою работоспособность при очень высоких температурах. Поэтому постоянно ведутся работы по увеличению показателей жаропрочности. Никель, точнее легирование этим элементом стали, способствует этому.

Все жаростойкие стали легируются никелем (не менее 65 %). В обязательном порядке имеется и хром. Содержание этого элемента не должно быть менее 14 %. В противном случае поверхность металла будет интенсивно окисляться.

Стали, дополнительно легируются алюминием, ванадием и другими тугоплавкими элементами. Алюминий, например, даже при комнатной температуре покрывается тонкой окисной пленкой, которая препятствует проникновению коррозии вглубь металла. То есть не образуется окалина.

fb.ru

Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали

Коррозионно-стойкая и жаропрочная сталь изготавливается согласно ГОСТ 5632-72

ГОСТ 5632-72 – стандарт распространяется на деформируемые стали и сплавы на железоникелевой и никелевой основах, предназна­ченные для работы в коррозионно-активных средах и при высоких температурах 

В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразде­ляют на группы: 


I — коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обла­дающие стойкостью против электрохимической и химической кор­розии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.; 

II — жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладаю­щие стойкостью против химического разрушения поверхности в га­зовых средах при температурах выше 550 °С, работающие в ненагру-женном или слабонагруженном состоянии; 

III — жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагру­женном состоянии при высоких термпературах в течение определен­ного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью. 

Стали мартенситного класса:


Сталь 40Х9С2, 40Х10С2М, 15Х11МФ, 18Х11МНФБ, 20Х12ВНМФ, 11Х11Н2В2МФ, 16Х11Н2В2МФ, 20Х13, 30Х13, 40Х13, 30Х13Н7С2, 13Х14Н3В2ФР, 25Х13Н2, 20Х17Н2, 95Х18, 09Х16Н4Б, 13Х1Ш2В2МФ, 07Х16Н4Б, 65Х13


Стали мартенсито-ферритного класса: 


Сталь 15Х12ВНМФ, 18Х12ВМБФР, 12Х13, 14Х17Н2


Стали ферритного класса: 


Сталь 10Х13СЮ, 08Х13, 12Х17, 08Х17Т, 15Х18СЮ, 15Х25Т, 15Х28, 08Х18Т1, 08Х18ТЧ 


Стали аустенито-мартенситного класса: 


Сталь 20Х13Н4Г9, 09Х15Н8Ю1, 07Х16Н6, 09Х17Н7Ю, 09Х17Н7Ю1, 08Х17Н5М3, 08Х17Н6Т


Стали аустенито-ферритного класса: 


Сталь 08Х20Н14С2, 20Х20Н14С2, 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 08Х21Н6М2Т, 20Х23Н13, 08Х18Г8Н2Т, 15Х18Н12С4ТЮ, 03Х23Н6, 03Х22Н6М2


Стали аустенитного класса: 


Сталь 08Х10Н20Т2, 10Х11Н20Т3Р, 10Х11Н23Т3МР, 37Х12Н8Г8МФБ, 10Х14П4Н4Т, 10Х14АГ15, 45Х14Н14В2М, 09Х14Н19В2БР, 09Х14Н19В2БР1, 40Х15Н7Г7Ф2МС, 08Х16Н13М2Б, 08Х15Н24В4ТР, 03Х16Н15М3Б, 09Х16Н15М3Б, 12Х17Г9АН4, 03Х17Н14М3, 08Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 08Х17Н15М3Т, 12Х18Н9, 17Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10, 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н10Е, 03Х18Н11, 06Х18Н11, 03Х18Н12, 08Х18Н12Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, 31Х19Н9МВБТ, 36Х18Н25С2, 55Х20Г9АН4, 07Х21Г7АН5, 03Х21Н21М4ГБ, 45Х22Н4М3, 10Х23Н18, 20Х23Н18, 20Х25Н20С2, 12Х25Н16Г7АР, 10Х1Ш20Т2Р, 03Х18Н10Т, 05Х18Н10Т


Сплавы на железоникелевой основе: 


ХН35ВТ, ХН35ВТЮ, ХН32Т, ХН38ВТ, ХН28ВМАБ, 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ, 06ХН28МТ, ХН45Ю


Сплавы на никелевой основе: 


Н70МФВ, ХН65МВ, ХН60ВТ, ХН60Ю, ХН70Ю, ХН78Т, ХН75МБТЮ, ХН80ТБЮ, ХН77ТЮР, ХН70ВМЮТ, ХН70ВМТЮ, ХН67МВТЮ, ХН70МВТЮБ, ХН65МВТЮ, ХН56ВМТЮ, ХН70ВМТЮФ, ХН57МТВЮ, ХН55МВЮ, ХН75ВМЮ, ХН62МВКЮ, ХН56ВМКЮ, ХН55ВМТКЮ, ХН77ТЮРУ, ХН58В, ХН65МВУ

 

Сортамент коррозионно-стойкой и жаропрочной стали должен соответствовать:

  • Круг горячекатаный (с никелем и без никеля) – ГОСТ 2590-88
  • Квадрат горячекатаный (с никелем и без никеля) – ГОСТ 2591-88
  • Шестигранник горячекатаный (с никелем и без никеля) – ГОСТ 2879-88

Данный вид стали подразделяется на никельсодержащую и безникелевую.

Никельсодержащие марки – сталь 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 23Х23Н18, 10Х17Н13МДТ и др.

Количество углерода указано в сотых долях процента. 


Стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т… (легированные титаном) являются коррозионно-стойкими, детали из которых способны работать в слабоагрессивных средах под давлением при температурах от -196 до + 600оС, а при наличии агрессивных сред до +350оС.

 

Сталь 23Х23Н18 и т.д. является жаростойкой и жаропрочной, детали из нее способны работать при температурах до 1100оС.

 

Сталь 10Х17Н13МДТ является коррозионно-стойкой, детали из нее способны работать в особо агрессивных средах (серная кислота).

Без никеля – марки стали 30Х13, 40Х13, 95Х18, 15Х25Т и др. Количество углерода указано здесь в сотых долях процента, хрома – в десятых. Марки стали 20Х13, 40Х13, 95Х18 широко используются для изготовления режущего инструмента (ножи т.д.). Такие стали являются коррозионно-стойкими, жаропрочными и жаростойкими. Детали из них способны работать при температурах от 450 до 500оС. Детали из марок сталей, содержащих титан, способны работать при температуре 1100оС (например, сталь 15Х25Т).

Заменители некоторых марок сталей:

 

Сталь 12Х18Н10Т – 08Х18Г8Н2Т, 08Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н9Т;

Сталь 20Х23Н18 – 20Х23Н13, 15Х25Т;

Сталь 420Х13 – 0Х13.

Свариваемость коррозионно-стойких жаропрочных и жаростойких сталей:

  • никельсодержащие марки хорошо или ограниченно свариваемы
  • безникелевые марки трудносвариваемы или не применяются для сварных конструкций


Примерное назначение марок коррозионностойких сталей и сплавов I группы: 

Сталь 20Х13, 08Х13, 12Х13, 25Х13Н2 – Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагруз­кам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода), а так­же изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей орга­нических кислот при комнатной тем­пературе и др.) 

 

Сталь 20Х13, 08Х13, 12Х13 – Наибольшая коррозионностойкость достигается после тер­мической обработки (закалка с отпуском) и полировки. Сталь марки 08X13 может применять­ся также после отжига. 

 

Сталь 25Х13Н2 – Обладает лучшей обрабатыва­емостью на станках. 

 

Сталь 30Х13, 40Х13 – Режущий, мерительный и хирурги­ческий инструмент, пружины, карбю­раторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров. 

Сталь применяется после за­калки и низкого отпуска со шлифованной и полированной поверхностью, обладает повышенной твердостью. 

Сталь 14Х17Н2 – Применяется как сталь с достаточ­но удовлетворительными технологи­ческими свойствами в химической, авиационной и других отраслях про­мышленности. 

Наибольшей коррозионностойкостью обладает после за­калки с высоким отпуском 

 

Сталь 95Х18 – Шарикоподшипники высокой твердости для нефтяного оборудова­ния, ножи высшего качества, втулки и другие детали, подвергающиеся сильному износу. 

Сталь применяется после за­калки с низким отпуском. 

 

Сталь 12Х17 – Предметы домашнего обихода и кухонной утвари, оборудование заво­дов пищевой и легкой промышлен­ности. 

Применяется в отожженном состоянии. 

 

Сталь 08Х17Т – Сталь для изготовления сварных конструкций не рекомендуется 

Рекомендуется в качестве замени­теля стали марки 12Х18Н10Т для кон­струкций, не подвергающихся воз­действию ударных нагрузок и при температуре эксплуатации не ниже — 20 °С. Применяется для тех же целей, что и сталь марки 12Х17, в том числе для сварных конструкций. 

Применяется в качестве за­менителя стали марок 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т. 

 

Сталь 08Х18Т1 – То же, что и для марок стали 12Х17 и 08Х17Т, преимущественно для штам­пуемых изделий. 

Применяется в качестве за­менителя стали марок 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т. 

 

Сталь 08Х18Тч – Рекомендуется в качестве заменителя стали марки 12Х18Н10Т для изготовления предметов домашнего обихода и кухонной утвари, оборудования пищевой и легкой промышленности и других изделий при температуре эксплуатации до — 20 °С. 

Обладает несколько повышенной пластичностью и полируемостью по сравнению со сталью 08Х18Т1.

 

В наличии на складе листы, круги, трубы из коррозионно-стойких жаропрочных и жаростойких сталей 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, 40Х13, 95Х18, 30Х13, 20Х23Н18, 08Х18Н10Т, 25Х13Н2, 10Х17Н13М2Т, 07Х16Н6, ХН35ВТ, 12Х17, 15Х25Т, 12Х18Н9Т, 08Х13, 08Х18Н10, 08Х17Т, 08Х22Н6Т и других марок сталей.

gkstal.ru

Марки сталей жаропрочных. Жаропрочная сталь: марка, подробное описание

Жаропрочная сталь – это… Что такое Жаропрочная сталь?

Жаропро́чная сталь — это вид стали, который используется в условиях высоких температур (от 0,3 части от температуры плавления) в течение определённого времени, а также в условиях слабонапряжённого состояния.

Главной характеристикой, определяющей работоспособность стали, является жаропрочность.

Характеристика

Жаропрочность — это способность стали работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения. Основными характеристиками жаропрочности являются ползучесть и длительная прочность.

Ползучесть

Явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения называется ползучестью. Характеристикой ползучести является предел ползучести, характеризующий условное растягивающее напряжение, при котором скорость и деформация ползучести за определённое время достигают заданной величины. Если допуск даётся по скорости ползучести, то предел ползучести обозначается σ(сигма) с двумя индексами: нижний соответствует заданной скорости ползучести в %/ч (проценты в час), а верхний – температуре испытания. Если задаётся относительное удлинение, то в обозначение предела ползучести вводят три индекса: один верхний соответствует температуре испытания, два нижних — деформации и времени. Для деталей, работающих длительный срок (годы), предел ползучести должен характеризоваться малой деформацией, возникающей при значительной длительности приложения нагрузки. Для паровых турбин, лопаток паровых турбин, работающих под давлением, допускается суммарная деформация не более 1 % за 100000 часов, в отдельных случаях допускается 5 %. У лопаток газовых турбин деформация может быть 1-2 % на 100—500 часов.

Длительная прочность

Сопротивление стали разрушению при длительном воздействии температуры характеризуется длительной прочностью.

Длительная прочность — это условное напряжение, под действием которого сталь при данной температуре разрушается через заданный промежуток времени

Характеристика химического состава

Жаропрочные свойства в первую очередь определяются температурой плавления основного компонента сплава, затем его легированием и режимами предшествующей термообработки, опред

pellete.ru

Марки нержавеющей стали и их характеристики

Коррозионностойкими (нержавеющими) называют стали, которые, помимо железа, углерода и стандартных примесей, содержат легирующие элементы. Эти добавки придают устойчивость к коррозии – разрушению металла под влиянием негативных факторов (воздуха, воды, кислых и щелочных сред). Одна из опасностей коррозии – вероятность резкого ухудшения технических характеристик металла без внешних изменений. Основным компонентом в коррозионностойком сплаве является хром (содержание не менее 12%).

Для справки! Легирующие элементы служат для повышения устойчивости к появлению и развитию коррозии и улучшения других свойств:

  • хром – твердости;
  • титан и молибден – прочности;
  • никель – прочности, пластических свойств;
  • марганец – твердости, износостойкости, сопротивления ударным воздействиям.

Расшифровка марок

Маркировка легированных сталей состоит из букв и цифр. В начале ставится двузначное число, которое характеризует количество углерода в сотых долях %. Далее следуют буквы русского алфавита, обозначающие определенный элемент:

  • Х – хром;
  • Н – никель,
  • Т – титан;
  • В – вольфрам;
  • Г – марганец;
  • М – молибден;
  • Д – медь.

После буквенного обозначения легирующего элемента в расшифровке идет число, обозначающее его содержание в нержавеющей стали, округленное до целого процента. Если такой цифры нет, то добавка в сплаве находится в пределах – 1-1,5 %.

Марки жаростойких и жаропрочных нержавеющих сталей

Жаростойкость, иначе называемая «окалиностойкость», – свойство металла противостоять газовой коррозии при высоких температурах в ненагруженном или малонагруженном состоянии.

Определение! Для повышения этой характеристики в состав сталей нержавеющих марок вводят хром, кремний и алюминий. Эти элементы, соединяясь с кислородом, образуют плотные структуры, повышающие устойчивость стали к температуре выше +550°C. Никель сам по себе на жаростойкость не влияет, но в сочетании с Cr, Al и Si повышает их эффективность.

Жаропрочные – это стали, которые функционируют при высоких температурах и нагрузках без склонности к кратковременной и длительной ползучести.

Таблица областей применения окалиностойких и жаропрочных сталей

ТипМаркаТемпература, при которой начинается активная реакция с воздухом, °CОбласти применения
Хромистые, окалиностойкиеХ18+850…+900Оборудование, изделия и конструкции, эксплуатируемые при T до +900°C без нагрузки
Высокохромистые, окалиностойкиеХ25
Х25Т
Х28
+1100…+1150Металлоизделия, предназначенные для функционирования без нагрузки до T +1150°C, Х25Т – для производства термопар
Сильхромовые, окалиностойкиеХ25С3Н+1100Для нагревательных агрегатов и нагревателей, работающих при температурах до +1100°C
Высоколегированные, окалиностойкие и жаропрочныеХ23Н18Нагружаемые изделия и конструкции, предназначенные для эксплуатации при T до +1000°C
Х20Н35Металлопродукция, эксплуатируемая при T +1000°C

Марки нержавеющей стали для изготовления дымоходов

При покупке модульных дымоходных систем необходимо узнать, из какой стали они изготовлены. В продаже можно встретить дымоходы, которые примерно в полтора раза дешевле, чем остальные изделия этой категории. При их производстве используется сталь AISI 201 (12Х15Г9НД). По международным стандартам, необходимо применять сталь марки AISI 321 (08Х18Н12Т), стоимость которой примерно в 2 раза превышает стоимость AISI 201. Визуально отличить AISI 201 от AISI 321 невозможно, к тому же оба сплава немагнитны. Различить их можно только путем проведения химического анализа.

Различия по химическому составу

Марка С Mn P S Si Cr Ni Cu Ti
AISI 201 До 0,15% 7-9,5 До 0,1% До 0,03% До 1,0% 13-18 0,3-3,0 0,5-2,5
AISI 321 До 0,08% До 2,0 До 0,05% До 0,03% До 1,0% 17-19 9,0-12,0 Min 0,5%

 

Сталь марки AISI 201 имеет невысокие антикоррозионные характеристики, неустойчивость структуры, риск появления трещин при вытяжке. Ее применение приведет к скорому выходу дымохода из строя из-за быстро развивающейся коррозии. В основном эта сталь распространена в Китае и Индии.

Известные зарубежные и добросовестные российские производители, помимо стали AISI 321, используют высоколегированные сплавы, стабилизированные Ti. Они отличаются кислото- и жаростойкостью. Использование для газоотводящих труб более дешевых сталей (AISI 409, AISI 430), не отвечающих требованиям по кислотостойкости, приводит к их выходу из строя вскоре после начала отопительного сезона.

Нержавеющие стали для пищевой индустрии

Коррозионностойкие стали незаменимы для отраслей промышленности, производящих оборудование, инструменты и посуду, предназначенные для контакта с пищевой продукцией. Их преимущества:

  • Сопротивление различным видам коррозии – химической и электрохимической. В каждом конкретном случае необходимо подбирать марки, устойчивые к средам, с которыми они будут соприкасаться во время эксплуатации. Это – нормальные атмосферные условия, вода, соленая вода, кислые, щелочные, хлористые растворы.
  • Хорошая обрабатываемость. Современные инструменты позволяют сваривать, резать, формовать и обрабатывать на токарных, фрезерных и сверлильных станках коррозионностойкие сплавы так же, как и «черные» стали.
  • Соответствие санитарно-гигиеническим стандартам. Благодаря различным способам обработки – шлифованию, полировке до зеркального блеска – получают поверхность практически без пор и трещин, в которые могут проникать грязь и патогенные микроорганизмы.
  • Хорошие механические характеристики. Благодаря ним, можно изготавливать изделия и конструкции меньшей толщины и массы без ухудшения технических свойств. Аустенитные стали более устойчивы к низким температурам, по сравнению с металлами общего назначения.
  • Эстетика. Электрополировка, сатинирование и другие способы поверхностной обработки обеспечивают стильный вид продукции из «нержавейки».

Таблица свойств и областей применения нержавеющих сталей пищевых марок

Марка стали по ГОСТу AISI Характеристики Области применения
304 08Х18Н10 Хорошо сваривается, поддается электрополировке, сохраняет высокую прочность при нормальных и пониженных температурах, проявляет стойкость к интеркристаллитной коррозии Оборудование, инструмент, технологические трубопроводы предприятий пищевой, нефтехимической индустрии, фармацевтики и медицины, для посуды, предназначенной для высокотемпературной обработки продуктов, не используется
316 03Х17Н14М2 Присутствие молибдена повышает технические характеристики сплава при высоких температурах Установки, технологическое оборудование, емкости пищевой, химической промышленности
321 12Х18Н10Т Хорошая свариваемость, сохранение рабочих характеристик при температурах до +800°C Оборудование для химической и нефтеперерабатывающей индустрии
409 08Х13 Характеристики удовлетворительные Посуда и столовые приборы
410 12Х13 Жаропрочность, устойчивость только к средам слабой агрессивности Оборудование для виноделия, емкости для спирта
420 20Х13-40Х13 Универсальность, пластичность, износостойкость, повышенная устойчивость к коррозии Посуда, кухонные мойки
430 08Х17 Прочность, теплопроводность, хорошая обрабатываемость, устойчивость к коррозии Посуда для термической обработки продуктов, в том числе паровой
439 08Х13 Возможность применения в различных эксплуатационных условиях Сплав массового применения – производство холодильников, моек, стиральных машин

 

Таблица сталей нержавеющих марок, применяемых в пищевой индустрии

Отрасль Марки
Молочные продукты – стерилизация и хранение продукта, сыроварение, цистерны для перевозки, производство мороженого и порошкового молока Стали аустенитного класса – 304, 316, 321
Консервирование фруктов, производство соков. В таких отраслях сталь контактирует со средой, содержащей двуоксид серы Марки с содержанием молибдена
Приготовление супов и соусов (это агрессивные смеси с повышенной кислотностью, содержащие хлориды) Молибденсодержащие марки
Хлебопечение, требования – гигиеничные, гладкие поверхности столов и смесительного оборудования Аустенитные стали – 304, 316, 321

www.navigator-beton.ru

Жаростойкие стали




Жаростойкостью или окалиностойкостью называется способность металла сопротивляться химической коррозии в сухой газовой среде при высоких температурах.

Железо при взаимодействии с кислородом может образовать оксиды трех видов: FeO, Fe3O4, Fe2O3. До 560 – 600оС окалина состоит преимущественно из плотного слоя оксидов Fe2O3 и Fe3O4, что затрудняет диффузию атомов кислорода и металла. Выше 600оС происходит растрескивание этих оксидов и вместо них защита металла осуществляется лишь рыхлым оксидом FeO, что облегчает доступ кислорода к поверхности металла. Нагрев более 600оС приводит к интенсивному окислению сплавов на основе железа.

Основным фактором, влияющим на жаростойкость, является химический состав металла, определяющий защитные свойства оксидной пленки. В таблице 5.1 приведена сравнительная оценка жаростойкости ряда чистых металлов, определенная по 5-бальной шкале скорости окисления в воздушной среде в интервале рабочих температур.

Рыхлый оксид магния практически не защищает металл при нагреве. Магний не только быстро окисляется, но и легко воспламеняется при нагреве, благодаря чему используется в пиротехнике.

Оксиды металлов второй группы при нагреве разрушаются как за счет сублимации в случае Мо и W, так и благодаря растворению в металле входящего в них кислорода (Ti, Zr).

При повышении температуры сверх определенного предела возрастает дефектность оксидов металлов третьей группы. Для технического железа предельная рабочая температура нагрева в воздушной среде составляет 560оС.

Металлы четвертой группы, благодаря плотной оксидной пленке с высокими защитными свойствами при нагреве, имеют хорошую жаростойкость. Поэтому хром и алюминий, наряду с кремнием, широко используют для повышения жаростойкости легированных сталей. Для достижения высокой жаростойкости стали оксид легирующего элемента должен быть плотным, не подверженным растрескиванию при нагреве, иметь высокие температуры сублимации и плавления.

Учитывая, что высокое содержание алюминия и кремния способствует охрупчиванию и ухудшает технологическую пластичность при обработке давлением, основным легирующим элементом в жаростойких сталях является хром. Жаростойкие свойства растут с увеличением его содержания в стали. Сталь, содержащая 5 % Cr, сохраняет окалиностойкость до 600оС (15X5), 9 % (40Х9С2) – до 800оС, 17 % (08X17Т) – до 900оС. Хромистые марки сталей относятся к сталям ферритного класса.

Для изготовления деталей печного оборудования применяют стали 20Х23Н18, 20Х25Н20С2, имеющие окалиностойкость до 1100оС. Эти марки относятся к аустенитному классу и характеризуются не только высокой жаростойкостью, но и высокой жаропрочностью. Хотя уровень жаростойкости стали и ее максимальная рабочая температура в основном определяются содержанием хрома, повышение температуры эксплуатации обусловливает одновременный рост концентрации никеля, что связано с необходимостью стабилизации аустенитной структуры.






uas.su

Жаропрочная сталь: марка, подробное описание

Бизнес

23 августа 2017

Жаропрочная сталь, марки и виды которой рассмотрим далее, предназначена для длительного использования с учетом воздействия высоких термических и электрических нагрузок. Способ изготовления данного материала предусматривает последующую его эксплуатацию в течение длительного периода без деформаций. Особенности этого вида стали: высокая прочность и ползучесть. Рассматриваемые металлы преимущественно используются для постройки конструкций ненагруженного типа, эксплуатируемых под воздействием газовой окислительной среды и температур в диапазоне от 500 до 2000 градусов по Цельсию.

Характерные особенности

Марки жаропрочных и жаростойких сталей отличаются длительной прочностью. Этот показатель подразумевает возможность противостояния материала отрицательным внешним факторам на протяжении длительного времени. Высокая ползучесть – это влияние на непрекращающуюся деформацию стали в условиях повышенной трудности в плане эксплуатации и обслуживания.

От указанных факторов зависит возможность использования материала в той или иной сфере. Ползучесть характеризует предельный процент деформации, который в рассматриваемом случае составляет от 5 процентов на 100 часов до 1 % на 100 тысяч часов. По ГОСТУ 5632-72 любая марка жаропрочной стали не должна включать в себя добавки сурьмы, свинца, олова, мышьяка и висмута. Это обусловлено тем, что указанные материалы имеют малую температуру плавления, а это негативно сказывается на характеристиках конечного продукта. Некоторые элементы при нагревании выделяют негативные для здоровья человека испарения, что также сказывается на их непригодности для включения в подобного рода стали. В результате оптимальным составом для изготовления материала является железная основа с примесью хрома, никеля и прочих металлов, устойчивых к высоким температурам и окислительным процессам различного рода.

Жаропрочная сталь: марки

Ниже приведены основные марки рассматриваемого материала:

  • Марка P-193 содержит не более одного процента углерода, 0,6 % марганца и кремния, а также порядка 30 % никеля и хрома, 2 % титана.
  • Тинидур: углерод – до 0,13 %, марганец и кремний – не выше 1 %, хром – 16 %, алюминий – до 0,2 %, никель – 30-31 %.
  • Жаропрочная сталь марки А-286 включает в себя в процентном соотношении 0,05 % углерода, 1,35 % марганца, 25 % никеля, 0,55 % кремния, 1,25 % молибдена, 2 % титана.
  • Тип DVL42: 0,1 % углерода, не более одного процента марганца, 33 % никеля, 23 % кобальта, до 1 % кремния, 5 % молибдена, 1,7 % титана.
  • DVL52 имеет похожий состав с указанной выше маркой, только вместо титана в состав входит до 4,5 процента тантала.
  • Хромадур: 0,11 % углерода, 0,6 % кремния, 1,18 % марганца, 0,65 % ванадия, 0,75 % молибдена.

Все указанные разновидности жаропрочной стали производятся по схожей технологии, отличается только состав. Оставшаяся часть приходится на железо. Оно является основой для любых типов рассматриваемого материала.

Видео по теме

Производство

Марки жаропрочных сталей для печей, как и их аналоги, требуют соблюдения определенных условий при выплавке. В отличие от производства обычных сталей, в состав сплава должно интегрироваться минимальное включение углерода, что направлено на обеспечение требуемой степени прочности. В связи с этим кокс не подходит для топки печей. Вместо него используется кислород газообразного типа. Он дает возможность достигать быстрой температуры плавления металла за короткий срок.

Как правило, рассматриваемый материал производят преимущественно из вторичного сырья. Хром и сталь помещают одновременно в печь, а сжигаемый кислород разогревает металл до степени плавления. В процессе происходит окисление выделяемого углерода, который по технологии нужно убрать из состава сплава. Кремний в небольших количествах дает возможность защитить хром от окисления, также в начале плавления добавляется никель. Остальные присадки смешиваются с основным сырьем в конце процесса. Температура проведения процедуры составляет порядка 1800 градусов по Цельсию.

Обработка

Обработка любой марки нержавеющей жаропрочной стали осуществляется при помощи подготовленных твердых резцов. Они изготавливаются из металлов, вмещающих кобальтовые и вольфрамовые сплавы. Остальной технологический процесс практически идентичен обработке стандартных марок. Она проводится на штатных винторезных токарных станках с использованием стандартных смазочных и охлаждающих жидкостей. Техника безопасности также не отличается.

Сварочные работы по рассматриваемому материалу выполняются дуговым либо аргонным методом. До начала сваривания обе соединяемые детали должны пройти закаливание, заключающееся в нагревании элемента до 1000 градусов и последующем мгновенном охлаждении. Подобный способ дает возможность избежать появления трещин в процессе сварки. Важно при этом сохранить степень качества шва на уровне основного материала, иначе могут появиться серьезные неполадки во время эксплуатации.

Применение

Рассматриваемый материал используется в условиях, когда подразумевается постоянная тепловая нагрузка на деталь. Например, назначьте марку жаропрочной стали сильхром для клапанов либо похожих изделий, и убедитесь в ее эффективности. Также данный состав используется часто для специальных печей с высокой температурой нагрева. Особенности стали позволяют выдержать до нескольких десятков тысяч рабочих циклов, что существенно снижает себестоимость продукции.

Аустенитные марки применяются в производстве роторов, турбинных лопастей и клапанов двигателей. Они имеют отличную сопротивляемость высоким температурам и усиленную устойчивость к вибрационным и механическим воздействиям. Черная марка жаропрочной стали с повышенной сопротивляемостью коррозии используется преимущественно для производства конструкций, применение которых выполняется на открытом воздухе либо в условиях повышенной влажности. К особенностям этого вида можно отнести высокое включение в составе хрома, который дает возможность повысить эффективность противостояния окислению и прочим разрушительным процессам.

Литые жаропрочные стали: марки для звеньев цепи, трубопроводов и клапанов

Среди данной категории сталей мартенситного класса, наиболее известными являются следующие марки:

  • Х-5. Из этой стали производят трубопроводы, ориентированные на работу при температуре не выше 650 градусов.
  • 1Х8ВФ, Х5ВФ, Х5М – используются для выпуска труб и оборудования, рассчитанного на эксплуатацию при температуре 500-600 градусов. При этом период работы ограничен (от одной до ста тысяч часов).
  • 4Х9С2, 3Х13Н7С2 – выдерживают термическую нагрузку до 950 градусов по Цельсию, служат для изготовления клапанов моторов транспортных средств.
  • 1Х8ВФ – марка подходит для производства паровых турбин, выдерживает нагрузку в 500 градусов с ресурсом работы не менее 10 тысяч часов.

Структурные нюансы

Марки жаропрочной стали для котлов с мартенситной структурой в своей основе имеют перлит. Он меняет свое состояние, в зависимости от содержания хрома. Для получения изделий с внутренним показателем высокотвердого сорбита, материал сначала закаливают при температуре не менее 950 градусов, после чего подвергают отпуску. К таким маркам относятся: Х10С2М, Х6С, Х7СМ, Х9С2. Перлитные виды относятся к хромомолибденовым и хромокремнистым категориям.

Стальные сплавы, которые содержат в составе до 33 процентов хрома, относятся к жаростойким материалам с ферритной внутренней конфигурацией. Изделия из этого материала подвергаются отжигу, что позволяет сформировать мелкозернистую структуру. При нагреве таких сталей выше 850 градусов, зернистость становится выше, что приводит к увеличению хрупкости материала. Марки этой категории: Х17, 1Х12СЮ, Х25Т, Х28, 0Х17Т.

Тугоплавкие стали

Для эксплуатации изделий, выдерживающих до двух тысяч градусов, используются тугоплавкие металлы. Ниже приведены элементы, которые используются в таких составах, и их температура плавления в градусах по Цельсию:

  • Ванадий – 1900.
  • Тантал – 3000.
  • Вольфрам – 3400.
  • Ниобий – 2415.
  • Молибден – 2600.
  • Рений – 3180.
  • Цирконий – 1855.
  • Гафний – 2000.

Конфигурация этих металлов меняется при нагреве, поскольку высокая температура позволяет перевести их в хрупкое состояние. Волокнистая структура элементов достигается путем рекристаллизации тугоплавких сталей. Повышение жаропрочности материала выполняется посредством добавления специальных смесей. Подобным образом составы защищаются и от окисления.

В заключение

Другое название жаропрочной марки стали (нержавейки) – окалиноустойчивая. Подобные материалы наделяются таким качеством в процессе производства. В результате они способны функционировать длительный период в условиях высоких термических воздействий без деформаций, проявляя при этом противостояние газовой коррозии. Проще говоря, посредством сплавов различных элементов добиваются оптимальных качеств жаростойких материалов, в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации.

Жаропрочные стали, представленные на современном рынке большим разнообразием марок, как и жаростойкие сплавы различных категорий, признаются большинством специалистов лучшим материалом для изготовления деталей и частей конструкций и оборудования, эксплуатация которого проводится в постоянном контакте с высокими температурами, агрессивной средой либо другими сложными воздействиями.


Источник: fb.ru

monateka.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о