Жаростойкая нержавеющая сталь – какая бывает и где применяется. Жаропрочная сталь до 1500 градусов
Жаростойкая нержавеющая сталь – какая бывает и где применяется
Сделать заказ можно по телефону
Наши специалисты с радостью вам помогут
+7 495 775-50-79
Для стали есть два основополагающих параметра, которые определяют ее устойчивость к высоким температурам – жаропрочность и жаростойкость. Несмотря на то что параметры созвучны они отражают различные свойства материалов.
Жаростойкая нержавеющая сталь – это материал способный противостоять образованию коррозии и окалины при температурах более 500 градусов Цельсия. Высокое процентное содержание легирующих примесей связывает атомы железа и не дает распространяться процессу окисления.
Жаропрочная нержавеющая сталь – этот материал способен не подвергаться пластической деформации под действием высоких температур.
Если необходима максимальная жаростойкость конструкции, то для ее изготовления применяется жаростойкая нержавеющая сталь с высоким процентным содержанием хрома.
Какие жаростойкие нержавеющие стали встречаются
В зависимости от содержания легирующих примесей жаростойкие стали могут классифицироваться как:
- Хромистые;
- Хромоникелевые;
- Хромокремнистые;
При этом содержание примесей легирующих элементов в нержавеющем металле можно определить по его маркировке. Например, сталь нержавеющая 12Х18Н10Т содержит:
- 12 сотых долей процента углерода;
- 18 сотых долей процента хрома;
- 10 сотых долей процента никеля;
- Менее 1 сотой доли процента титана.
Где применяются жаропрочные нержавеющие стали
Самые распространенные из нержавеющих жаропрочных материалов с высоким содержанием хрома могут выдерживать температуры выше 1000 градусов если на них не воздействуют механические нагрузки. Основное применение материал нашел для изготовления конструкций эксплуатирующийся при температуре +18 градусов и выше.
Хромокремнистые нержавеющие стали с добавлением большого процента молибдена, применяются для изготовления впускных клапанов системы двигателей внутреннего сгорания. Применяются как для дизельных агрегатов, так и для высокооктановых авиационных моторов.
Хромоникеле
pellete.ru
Жаропрочная сталь. Марка жаропрочной стали
«Нижегород Металл» реализует как обычный металлопрокат, так и характеризующийся повышенной жаропрочностью, жаропрочная сталь некоторых видов может длительное время в эксплуатационном режиме (под нагрузкой) держать температуру до 1500 градусов.
Консультанты помогают принять решение
При покупке металлопроката в Нижнем Новгороде во всех случаях стоит обращаться к услугам менеджеров-консультантов профильного ресурса. Они подскажут оптимальный вариант решения с учетом цен, характеристик, правильности выполнения тех или иных операций в отношении металлопрокатных изделий. Например, в случаях покупки арматурной стали, вы можете получить грамотный и максимально полный ответ на вопрос, как вязать арматуру.
В иных ситуациях помогут определиться и решить, исходя из требуемых показателей по предельному уровню непрерывной деформации, конкретную технологическую задачу: какая марка жаропрочной стали должна применяться в техпроцессе. Важно учитывать сопротивление стали воздействию такого мощного разрушающего фактора, как высокая температура.В ассортименте «Нижегород Металл» наличествует металлопрокат, изготавливаемый из сталей ферритных, мартенситных, аустенитных и иных классов.
Здесь можно подобрать жаропрочные стали марки которых предусматривают высокий показатель длительной прочности, соответствующий состав легирующих элементов, в том числе оказывающего влияние на жаростойкость хрома (Cr). Консультанты сайта компании владеют нюансами информации по структурному состоянию, режимам термобработки сплавов.
ПОХОЖИЕ ТОВАРЫ
ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ ЖАРОПРОЧНЫЕ И ЖАРОСТОЙКИЕ СТАЛИ. Жаропрочная сталь до 1000 градусов
Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы
К жаростойким (окалиностойким) относят стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550ºС и работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии.
При высокой температуре в условиях эксплуатации в среде нагретого воздуха, в продуктах сгорания топлива происходит окисление стали (газовая коррозия). На поверхности стали образуется сначала тонкая пленка окислов, которая с течением времени увеличивается и образуется окалина.
Жаростойкость принято характеризовать температурой начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде.
На интенсивность окисления влияет состав и строение окисной пленки. Если она пористая, окисление происходит интенсивно. Если плотная–окисление замедляется или даже совершенно прекращается.
Для получения плотной (защитной) окисной пленки сталь легируют хромом, также кремнием или алюминием. Степень жаростойкости зависит от количества находящегося в стали легирующего элемента. Так, например, сталь 15Х5 с содержанием 4,5-6,0% хрома жаростойка до температуры 700ºС, сталь 12Х17 (17% Сr )—до 900ºС, сталь 15Х28 (28% Сr)–до 1100-1150ºС (стали 12Х17 и 15Х28 являются также и нержавеющими). Еще более высокой жаростойкостью (1200ºС) обладают сплавы на никелевой основе с хромом и алюминием, например, сплав ХН7ОЮ (26-29 % хрома;2,8-3,5% алюминия).
Структура стали на жаростойкость не влияет.
К жаропрочным относят стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.
В отличие от прочности при нормальной (комнатной) температуре, прочность при высоких температурах, т.е. сопротивлении механическим нагрузкам при высоких температурах, называют жаропрочностью.
Характерным является, не только уменьшение прочности стали при высоких температурах, но и влияние на прочность стали при высоких температурах длительности действия приложенной нагрузки. В последнем случае под действием постоянной нагрузки сталь «ползет», поэтому данное явление названо ползучестью. Итак, ползучесть–это деф
pellete.ru
НихромПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото ФехральПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото Нихром в изоляцииПродукция Цены Стандарты Статьи Фото ТитанПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото ВольфрамПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото МолибденПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото КобальтПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото Термопарная проволокаПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото Провода термопарныеПродукция Цены Стандарты Статьи Фото НикельПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото МонельПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото КонстантанПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото МельхиорПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото Твердые сплавыПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото Порошки металловПродукция Цены Стандарты Статьи Фото Нержавеющая стальПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото Жаропрочные сплавыПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото ФерросплавыПродукция Описание Цены Статьи Фото ОловоПродукция Описание Цены Стандарты Статьи Фото
Основные сведения о жаростойких и жаропрочных сплавахЖаропрочные сплавы и стали — материалы, работающие при высоких температурах в течение заданного периода времени в условиях сложно-напряженного состояния и обладающие достаточным сопротивлением к коррозии в газовых средах. Жаростойкие сплавы и стали — материалы, работающие в ненагруженном или слабо-нагруженном состоянии при повышенных температурах (более 550 °C) и обладающие стойкостью к коррозии в газовых средах.Активный интерес к подобным материалам стал проявляться в конце 30-х годов XX века, когда появилась необходимость в материалах способных работать при достаточно высоких температурах. Это связано с развитием реактивной авиации и газотурбинных двигателей. Основой жаростойких и жаропрочных сплавов могут быть никель, кобальт, титан, железо, медь, алюминий. Наиболее широкое распространение получили никелевые сплавы. Они могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее распространенными среди жаропрочных являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050-1100 °C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках. Классификация жаропрочных и жаростойких сплавовПоскольку речь идет о жаростойких и жаропрочных сталях и сплавах, то стоит дать определение терминам жаропрочность, жаростойкость.Термины и определенияЖаропрочность — способность сталей и сплавов выдерживать механические нагрузки при высоких температурах в течение определенного времени. При температурах до 600°С обычно применяют термин теплоустойчивость. Можно дать более строгое определение жаропрочности.Под жаропрочностью также понимают напряжение, вызывающее заданную деформацию, не приводящую к разрушению, которое способен выдержать металлический материал в конструкции при определенной температуре за заданный отрезок времени. Если учитываются время и напряжение, то характеристика называется пределом длительной прочности; если время, напряжение и деформация — пределом ползучести. Ползучесть — явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения. Длительная прочность — сопротивление материала разрушению при длительном воздействии температуры. Жаростойкость характеризует сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при высоких температурах. КлассификацияМожно выделить несколько классификаций сплавов и сталей, которые работают при повышенных и высоких температурах.Наиболее общей является следующая классификация жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов:
Свойства жаростойких и жаропрочных сплавовДля жаропрочных сплавов и сталей основным полезным свойством с практической точки зрения является способность материала выдерживать механические нагрузки в условиях высоких температур. Существуют различные схемы нагружения жаропрочных материалов: статические растягивающие, изгибающие или скручивающие нагрузки, термические нагрузки вследствие изменений температуры, динамические переменные нагрузки различной частоты и амплитуды, динамическое воздействие скоростных газовых потоков на поверхность. При этом указанные материалы должны выдерживать соответствующий тип нагружения.Основным практически полезными свойствами жаростойких сталей и сплавов является коррозионная стойкость материала в газовых средах при высоких температурах. В то же время, с точки зрения производства готовых изделий важную роль играют технологические свойства. При создании деформируемых сплавов необходимо обеспечить достаточную технологическую пластичность при обработке давлением, в том числе при температурах 700-800 °С, а литые сплавы должны иметь удовлетворительные литейные свойства (жидкотекучесть, пористость). Марки жаропрочных и жаростойких сплавовЖаропрочные стали и сплавы на никелевой основеВ настоящее время сплавы на никелевой основе имеют наибольшее значение в качестве жаропрочных материалов, предназначенных для работы при температурах от 700 до 1100°С.Сплав ХН77ТЮР (ЭИ437Б и ЭИ437БУВД)
Сплав ХН70ВМТЮ (ЭИ617) Химический состав по ГОСТ 5632-72, % (по массе): 13-16 Cr; 2-4 Мо; 5-7 W; 0,1-0,5 V; 1,8-2,3 Ti; 1,7-2,3 Al; ; остальное никель. Технологические данные:
Жаростойкие стали и сплавы на основе никеля и железаОсновными жаростойкими материалами, которые используют в газовых турбинах, печах и различного рода высокотемпературных установках с рабочей температурой до 1350 °С, являются сплавы на основе железа и никеля. Высокое сопротивление окислению сталей и сплавов связано в первую очередь с большим количеством хрома, входящего в состав сплавов. Например, максимальное содержание хрома (по массе) в количестве 26-29 % имеет сплав на основе никеля ХН70Ю.Сплав ХН70Ю (ЭИ652) Технологические данные:
Химический состав по ГОСТ 5632-72, % (по массе): 19-22 Cr; Технологические данные:
Химический состав по ГОСТ 5632-72, % (по массе): 23,5-26,5 Cr; 13-16 W; Технологические данные:
Химический состав по ГОСТ 5632-72, % (по массе): 14,5-16,5 Cr; 15-17 Mo; 3-4,5 W; Полуфабрикаты из указанных сплавов подвергаются термической обработке, которая заключается в закалке при температуре 1050-1090 °С и последующем охлаждении в воде. Применяются для сварки конструкций, работающих при повышенных температурах в достаточно агрессивных средах (серная, уксусная кислота, хлориды и др.). Высоколегированные сталиСталь СВ-06Х15Н60М15 (ЭП367)Химический состав по ГОСТ 2246-70, % (по массе): 14-16 Cr; 14-16 Mo; Указанная сталь не относится к категории жаропрочных или жаростойких, но используется для сварки конструкций из таких сплавов. Она применяется для сварки деталей из сплавов на никелевой основе, например, ХН78Т, ХН70ВМЮТ и подобных, а также для сварки разнородных металлов, например, хромистых сталей со сплавами на никелевой основе. Помимо сварки может осуществляться наплавка. Достоинства / недостатки жаростойких и жаропрочных сплавов
Области применения жаропрочных И жаростойких сплавовУказанные материалы применяются при изготовлении деталей ракетно-космической техники, в газовых турбинах двигателей самолетов, кораблей, энергетических установок, в нефтехимическом оборудовании. К таким деталям можно отнести рабочие лопатки, турбинные диски, кольца и другие элементы газовых турбин, а также камеры сгорания, узлы деталей печей и прочих изделий, длительно работающих при повышенных температурах. Диапазон рабочих температур, как правило, составляет 500-1350 °С. Полуфабрикаты из некоторых сплавов используются в качестве присадочного материала при сварке. Продукция из жаростойких и жаропрочных сплавов |
www.metotech.ru
| Марка стали | Назначение стали |
| Марка стали 20Х20Н14С2 | печные конвейеры, ящики для цементации и другие детали термических печей. |
| Марка стали 08Х15Н24В4ТР | рабочие и направляющие лопатки, крепежные детали, диски газовых турбин с длительным сроком службы при температурах 650-700 град. ; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 08Х15Н25М3ТЮБ | диски, лопатки, крепеж для работы до 700 град. |
| Марка стали 08Х16Н11М3 | листы, поковки, трубы, длительно работающие при температурах до 700 град. |
| Марка стали 08Х16Н13М2Б | поковки для дисков и роторов, лопатки и болты, длительно работающие при температурах до 600 град.; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 08Х20Н14С2 | для труб; сталь жаростойкая, устойчива в науглероживающих средах. |
| Марка стали 08Х21Н6М2Т | теплообменники, реакторы, трубопроводы, арматура, длительно работающие при температурах до 300 град.; сталь аустенитно — ферритного класса. |
| Марка стали 09Х14Н16Б | турбины пароперегревателей и трубопроводы установок сверхвысокого давления для длительной службы при температурах до 650 град.; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 09Х14Н16Б | турбины пароперегревателей и трубопроводы установок сверхвысокого давления для длительной службы при температурах до 650 град.; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 09Х14Н19В2БР | паропроводные и пароперегревательные трубы установок сверхвысокого давления с длительным сроком службы при температурах до 700 град.С ; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 09Х14Н19В2БР1 | роторы, диски, лопатки турбин с длительным сроком службы при температурах 650-700 град.; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 09Х16Н15М3Б | трубы пароперегревателей и паропроводов высокого давления, длительно работающие при температурах до 350 °С. ; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 09Х16Н16МВ2БР | трубы пароперегревателей, паропроводов, коллекторов, длительно работающие при температурах 600-700 град. |
| Марка стали 10Х11Н20Т2Р | трубы пароперегревателей, паропроводов, коллекторов, длительно работающие при температурах 600-700 град. |
| Марка стали 10Х11Н20Т3Р | турбинные диски, кольцевые детали, крепежные детали, детали компрессора и рабочей части турбины с рабочей температурой до 700 град.; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 10Х11Н23Т3МР | пружины и детали крепежа с ограниченным сроком работы при при температурах до 700 °С; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 10Х13СЮ | для клапанов автотракторных моторов и т.д.; сталь жаростойкая, устойчива в серосодержащих средах. |
| Марка стали 10Х15Н25В3ТЮ | диски, лопатки, крепеж для работы до 700 град. |
| Марка стали 10Х15Н25М3В3ТЮК | диски, лопатки, крепеж для работы до 700 град. |
| Марка стали 10Х18Н18Ю4Д | ролики щелевых печей, чехлы термопар, теплообменники и др. детали, длительно работающие при температурах до 1100 град. |
| Марка стали 10Х23Н18 | листовые детали, трубы, арматура (при пониженных нагрузках), работающие при 1000 °С. |
| Марка стали 10Х25Н25ТР | сортовой материал и лист для камер сгорания газовых турбин и других деталей с рабочей температурой до 1000 град. |
| Марка стали 10Х7МВФБР | в энергетическом машиностроении — трубы и детали для длительной работы при температурах 600-620 град. |
| Марка стали 11Х11Н2В2МФ | нагруженные детали, длительно работающие при температурах до 600 °С.; сталь мартенситного класса. |
| Марка стали 12Х12МВФБР | трубы для длительной работы при температурах до 630 град С. |
| Марка стали 12Х14Н14В2М | трубы пароперегревателей, паропроводов и коллекторов для длительной службы при температурах до 550-650 град. |
| Марка стали 12Х25Н16Г7АР | лист, проволока, трубы, лента, детали, работающие до 950 °С. при умеренных напряжениях. |
| Марка стали 12Х2МВ8ФБ | энергетическое машиностроение (трубы для длительной работы при температурах до 650 град.С.) |
| Марка стали 12Х8ВФ | трубы печей, аппаратов и коммуникаций нефтезаводов, длительно работающие при температурах до 500 °С.; температура окалинообразования 650 °С.; сталь мартенситного класса. |
| Марка стали 13Х11Н2В2МФ | нагруженные детали, длительно работающие при температурах до 600 °С.; сталь мартенситного класса. |
| Марка стали 13Х12Н2В2МФ | различные детали газовых турбин, длительно работающие при температурах до 600 град. |
| Марка стали 13Х14Н3В2ФР | высоконагруженные детали, длительно работающие при температурах до 550 °С. в условиях повышенной влажности; температура окалинообразования 700 °С. ; сталь мартенситного класса. |
| Марка стали 15Х11МФ | турбинные лопатки, поковки, бандажи и др. детали, длительно работающие при температурах до 560 °С; температура окалинообразования 750 °С.; сталь мартенситного класса. |
| Марка стали 15Х12ВНМФ | лопатки, поковки, крепежные детали турбин для длительного срока службы при температурах до 580 °С; температура окалинообразования 750 °С.; сталь мартенситно — ферритного класса. |
| Марка стали 15Х18СЮ | трубы пиролизных установок, аппаратура; сталь жаростойкая. |
| Марка стали 16Х11Н2В2МФ | диски компрессора, лопатки и другие нагруженные детали. |
| Марка стали 18Х11МНФБ | высоконагруженные детали паровых и газовых турбин, длительно работающие при температурах до 600 °С.; сталь мартенситного класса. |
| Марка стали 18Х11МФБ | лопатки паровых турбин, поковки дисков и роторов для длительной службы при температурах до 600 град. |
| Марка стали 18Х12ВМБФР | лопатки паровых турбин, трубы и крепежные детали для длительного срока службы при температурах до 620 град. ; сталь мартенситно — ферритного класса. |
| Марка стали 20Х12ВНМФ | высоконагруженные детали паровых и газовых турбин, длительно работающие при температурах до 600 °С.; сталь мартенситного класса. |
| Марка стали 20Х12Н2В2МФ | диски компрессора, лопатки и и другие нагруженные детали, длительно работающие при температуре до 600 град. |
| Марка стали 20Х23Н13 | детали, работающие при высоких температурах в слабонагруженном состоянии. Сталь жаростойкая до 900—1000 °С. |
| Марка стали 20Х23Н18 | работающие и направляющие лопатки, поковки и бандажи, работающие при температурах 650-700 град., детали камер сгорания и др. печное оборудование, работающее при температурах 1000-1050 град. |
| Марка стали 20Х25Н20С2 | детали печей; работающие при температуре до 1100 °С. в воздушной и углеводородной атмосферах |
| Марка стали 2Х12Н2ВМФ | диски компрессора, лопатки и др. нагруженные детали, длительно работающие при температурах до 600 град. |
| Марка стали 30Х13Н7С2 | для клапанов автомобильных моторов; сталь жаростойкая. |
| Марка стали 31Х19Н9МВБТ | поковки, лопатки, крепежные детали, длительно работающие при температурах до 630 град. |
| Марка стали 36Х18Н25С2 | головки форсунок, детали печей, ящики для цементации, длительно работающие при температурах до 1000 град. |
| Марка стали 37Х12Н8Г8МФБ | диски, крепежные и другие детали, работающие с ограниченным сроком службы при 600—650 °С.; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 40Х10С2М | клапаны авиадвигателей, автомобильных и тракторных дизельных двигателей, крепежные детали двигателей. Сталь обладает высокими механическими свойствами до 600 °С, однако при длительных выдержках при 500 °С и особенно при 600 °С ударная вязкость резко снижается до 150 кДж/м2.; сталь мартенситного класса. |
| Марка стали 40Х15Н7Г7Ф2МС | лопатки газовых турбин, крепежные детали, работающие при температуре 650 град.С ограниченное время; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 40Х9С2 | клапаны впуска и выпуска двигателей, трубки рекуператоров, теплообменники, колосники, крепежные детали; сталь жаростойкая, мартенситного класса. |
| Марка стали 45Х14Н14В2М | клапаны моторов, поковки, детали трубопроводов, длительно работающие при температурах до 650 °С.; сталь аустенитного класса. |
| Марка стали 45Х22Н4М3 | клапаны моторов. |
| Марка стали 4Х14Н14В2М | детали арматуры, поковки, крепеж для длительной работы при температурах до 600 град.С и ограниченного срока службы при 650 град.С. |
| Марка стали 4Х15Н7Г7Ф2МС | лопатки газовых турбин, крепежные детали с ограниченным сроком службы при температурах 650 град.С. |
| Марка стали 55Х20Г9АН4 | клапаны автомобильных моторов. |
xn--80agxmaficjea0j.xn--p1ai
Жаростойкая нержавеющая сталь – какая бывает и где применяется
Сделать заказ можно по телефону
Наши специалисты с радостью вам помогут
+7 495 775-50-79
Для стали есть два основополагающих параметра, которые определяют ее устойчивость к высоким температурам – жаропрочность и жаростойкость. Несмотря на то что параметры созвучны они отражают различные свойства материалов.
Жаростойкая нержавеющая сталь – это материал способный противостоять образованию коррозии и окалины при температурах более 500 градусов Цельсия. Высокое процентное содержание легирующих примесей связывает атомы железа и не дает распространяться процессу окисления.
Жаропрочная нержавеющая сталь – этот материал способен не подвергаться пластической деформации под действием высоких температур.
Если необходима максимальная жаростойкость конструкции, то для ее изготовления применяется жаростойкая нержавеющая сталь с высоким процентным содержанием хрома.
Какие жаростойкие нержавеющие стали встречаются
В зависимости от содержания легирующих примесей жаростойкие стали могут классифицироваться как:
- Хромистые;
- Хромоникелевые;
- Хромокремнистые;
При этом содержание примесей легирующих элементов в нержавеющем металле можно определить по его маркировке. Например, сталь нержавеющая 12Х18Н10Т содержит:
- 12 сотых долей процента углерода;
- 18 сотых долей процента хрома;
- 10 сотых долей процента никеля;
- Менее 1 сотой доли процента титана.
Где применяются жаропрочные нержавеющие стали
Самые распространенные из нержавеющих жаропрочных материалов с высоким содержанием хрома могут выдерживать температуры выше 1000 градусов если на них не воздействуют механические нагрузки. Основное применение материал нашел для изготовления конструкций эксплуатирующийся при температуре +18 градусов и выше.
Хромокремнистые нержавеющие стали с добавлением большого процента молибдена, применяются для изготовления впускных клапанов системы двигателей внутреннего сгорания. Применяются как для дизельных агрегатов, так и для высокооктановых авиационных моторов.
Хромоникелевые сплавы применяются для изготовления механизмов, работающих при небольших нагрузках. Максимальная жаростойкость материала составляет 900-1050 градусов Цельсия. Сплавы делятся на две основные категории – ферритные и аустенитные. Первые являются наиболее хрупкими и не выдержив/products/stainless-sheets/»>нержавеющие листы, трубы, арматуру к ним.
www.globus-stal.ru
Жаропрочная сталь — WiKi
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.
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
Жаропрочные свойства в первую очередь определяются температурой плавления основного компонента сплава, затем его легированием и режимами предшествующей термообработки, определяющими структурное состояние сплава. Основой жаропрочных сталей являются твёрдые растворы или перенасыщенные растворы, способные к дополнительному упрочнению вследствие дисперсионного твердения.
Для кратковременной службы применяются сплавы с высокодисперсным распределением второй фазы, а для длительной службы — структурно-стабильные сплавы. Для длительной службы выбирается сплав не склонный к дисперсионному твердению.
Самым распространённым легирующим элементом в жаропрочных сталях является хром (Cr), который благоприятно влияет на жаростойкость и жаропрочность.
Высоколегированные жаропрочные стали из-за различных систем легирования относятся к различным классам:
Внутри каждого класса различаются стали с различным типом упрочнения:
- карбидным,
- интерметаллидным,
- смешанным (карбидно-интерметаллидным).
Для котельных установок, работающих длительное время (10 000—100 000 часов) при температурах 500—580 °C, рекомендуются стали перлитного класса, введение молибдена в которые повышает температуру рекристаллизации феррита и тем самым повышает его жаропрочность.
Однако бо́льшую часть жаропрочных сталей, работающих при повышенных температурах, составляют аустенитные стали на хромоникелевой и хромомарганцевой основах с различным дополнительным легированием. Эти стали подразделены на три группы:
- гомогенные (однофазные) аустенитные стали, жаропрочность которых обеспечивается в основном легированностью твёрдого раствора;
- стали с карбидным упрочнением;
- стали с интерметаллидным упрочнением.
ru-wiki.org