Жаропрочный металл: марки и состав жаростойких сталей и сплавов

Содержание

Характеристика жаропрочного металла; что собой представляет жаростойкая сталь

Окалино- или жаростойкость – это способность металлов или сплавов длительное время противостоять газовой коррозии в условиях повышенных температур. Жаропрочность же представляет собой способность металлов не разрушаться и не поддаваться пластической деформации при высокотемпературном режиме работы. Сталь жаропрочная представлена на рынке большим разнообразием марок, равно как и жаропрочные сплавы. Большинство специалистов признают ее лучшим материалом для изготовления деталей конструкций и оборудования, эксплуатируемых в агрессивных средах и в иных сложных условиях.

Жаропрочный металл и жаростойкость

Ненагруженные конструкции, эксплуатируемые при температуре порядка 550°С в окислительной газовой атмосфере, изготавливаются обычно из жаростойкой стали. К данным изделиям часто относятся детали нагревательных печей. Сплавы на базе железа при температуре больше 550°С склонны активно окисляться, из-за чего на их поверхности образуется оксид железа.

Соединение с элементарной кристаллической решеткой и нехватка атомов кислорода приводит к появлению окалины хрупкого типа.

Для улучшения жаростойкости стали в химический состав вводятся:

  • хром;
  • кремний;
  • алюминий.

Данные элементы, соединяясь с кислородом, способствуют формированию в металле надежных, плотных кристаллических структур, благодаря чему и улучшается способность металла спокойно переносить повышенную температуру.

Тип и количество легирующих элементов, вводимых в состав сплава на базе железа, зависит от температуры, в которой эксплуатируется изделие из него. Лучшая жаростойкость у сталей, легирование которых выполнялось на основе хрома. Наиболее известные марки этих сильхромов:

  • 15Х25Т;
  • 08Х17Т;
  • 36Х18Н25С2;
  • Х15Х6СЮ.

С повышением количества хрома в составе жаростойкость увеличивается. С хромом могут создаваться марки металлов, изделия из которых не утратят первоначальных характеристик и при долгом воздействии температуры больше 1000°С.

Особенности жаропрочных материалов

Жаропрочные сплав и стали успешно эксплуатируются при постоянном воздействии больших температур, причем склонность к ползучести не проявляется. Суть данного процесса, которому подвержены стали обыкновенных марок и прочие металлы, в том, что материал, испытывающий воздействие постоянной температуры и нагрузку, медленно деформируется, или ползет.

Ползучесть, которой стараются избежать при создании жаропрочных сталей и металлов другого типа, бывает:

  • длительной;
  • кратковременной.

Для определения параметров кратковременной ползучести материалы подвергаются испытаниям: помещаются в печь, нагретую до нужной температуры, а к ним на определенное время прикладывается растягивающая нагрузка. За короткое время проверить материал на склонность к длительной ползучести и выяснить, каков ее предел, не удастся. С этой целью испытуемое изделие в печи подвергается длительной нагрузке.

Важность предела ползучести в том, что он характеризует наибольшее напряжение, ведущее к разрушению разогретого образца после воздействия определенное время.

Марки жаростойких и жаропрочных сталей

По внутренней структуре категории следующие:

  • мартенситные;
  • аустенитные;
  • мартенситно-ферритные;
  • перлитные.

Жаростойкие стали могут представлять еще два типа:

  • ферритные;
  • мартенситные, или аустенитно-ферритные.

Среди сталей с мартенситной структурой наиболее известны:

  • Х5 (из нее делают трубы, которые будут эксплуатироваться при температуре не больше 650°С).
  • Х5М, Х5ВФ, 1 Х8ВФ, Х6СМ, 1 Х12Н2ВМФ (служат для изготовления изделий, которые эксплуатируются при 500-600°С определенное время (1000-10000 ч.).
  • 3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (изделия из них успешно эксплуатируются при 850-950°С, поэтому из них делают клапаны моторов транспортных средств).
  • 1Х8ВФ (изделия из этой стали успешно эксплуатируются при температурах не больше 500°С 10000 ч. и дольше; в частности, из материала делают конструктивные элементы паровых турбин).

Основа мартенситной структуры – это перлит, меняющий состояние, если в составе материала увеличивается содержание хрома. Перлитные марки жаростойких и жаропрочных сталей, которые относятся к хромокремнистым и хромомолибденовым:

  • Х6С;
  • Х7СМ;
  • Х6СМ;
  • Х9С2;
  • Х10С2М;
  • Х 13Н7С2.

Для получения из этих сталей материала со структурой сорбита, отличающегося высокой твердостью (не меньше 25 по HRC), сначала их закаливают при 950-1100°C, а потом подвергают отпуску.

Стальные сплавы с ферритной структурой, из категории жаростойких, содержат 25-33% хрома, определяющего их характеристики. Для придания этим сталям мелкозернистой структуры изделия из них отжигают. В данную категорию сталей входят:

  • 1 Х12СЮ;
  • Х17;
  • Х18СЮ;
  • 0Х17Т;
  • Х25Т;
  • Х 28.

При нагревании их до 850°C и больше зерно внутренней структуры укрупняется, из-за чего повышается хрупкость.

Из жаропрочной нержавейки изготавливаются:

  • тонколистовой прокат;
  • бесшовные трубы;
  • агрегаты химической и пищевой промышленности.

Стали, в основе которых феррит и мартенсит, активно используются в производстве изделий различного назначения в машиностроении. Изделия из таких жаропрочных сплавов даже довольно длительное время успешно эксплуатируются при температуре до 600°C .

Самые распространенные марки данных жаропрочных сталей:

  • Х6СЮ;
  • 1Х13;
  • 1 Х11МФ;
  • 1Х12ВНМФ;
  • 1 Х12В2МФ;
  • 2 Х12ВМБФР.

Хрома в химическом составе этих сплавов – 10-14%. Легирующие добавки, улучшающие состав, здесь – ванадий, вольфрам и молибден.

Аустенитно-ферритные и аустенитные стальные сплавы

Самые значимые особенности аустенитных сталей в том, что внутренняя их структура формируется благодаря никелю в их составе, а жаростойкость связана с хромом.

В сплавах данной категории, отличающихся малым содержанием углерода, иногда присутствуют легирующие элементы титан и ниобий. Стали, основу внутренней структуры которых составляет аустенит, входят в категорию нержавеющих и при длительном воздействии больших температур (до 1000°C) хорошо противостоят формированию окалины.

Наиболее распространенные сегодня стали с аустенитной структурой – это дисперсионно-твердеющие сплавы. С целью улучшения качественных характеристик добавляются карбидные или интерметаллические упрочнители.

Наиболее популярные марки, основа внутренней структуры которых – аустенит:

  • Дисперсионно-твердеющие Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М, 0Х14Н28В3Т3ЮР.
  • Гомогенные 1Х14Н16Б, 1Х14Н18В2Б, Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х23Н18, Х25Н16Г7АР, Х25Н20С2.

Стальные сплавы на основе смеси аустенита и феррита отличает очень высокая жаропрочность, которая по показателям превышает аналогичный параметр даже у высокохромистых материалов. Характеристики жаропрочности достигаются и за счет высокой стабильности внутренней структуры сталей этой категории. Изделия из них успешно эксплуатируются даже при температурах до 1150°С.

Жаропрочные стали с аустенитно-мартенситной структурой характеризуются повышенной хрупкостью, поэтому не могут использоваться в производстве изделий, которые эксплуатируются под высокой нагрузкой.

Из жаропрочных сталей этой категории делаются изделия такого назначения:

  • Жаропрочные трубы, конвейеры для печей, емкости для цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).
  • Пирометрические трубки (Х23Н13).

Тугоплавкие материалы

Стальные сплавы на базе тугоплавких металлов используются для производства изделий, которые эксплуатируются при 1000–2000°C .

Тугоплавкие металлы, которые входят в химический состав таких сталей, характеризуются температурами плавления:

Благодаря тому, что тугоплавкие стали этой категории имеют высокую температуру перехода в хрупкое состояние, при серьезном нагреве происходит их деформация. Для повышения жаропрочности таких сталей в их состав вводят специальные добавки, а для повышения жаростойкости легируют титаном, молибденом, танталом и др.

Самые распространенные соотношения химических элементов в тугоплавких сплавах:

  • основа – вольфрам и 30% рений;
  • 60% ванадий и 40% ниобий;
  • основа – 48% железо, 15% ниобий, 5% молибден, 1% цирконий;
  • 10% вольфрама и тантала.

Сплавы на основе никеля и никель с железом

Сплавы на базе никеля (55% Ni) или выполненные на основе смеси его с железом (65%) — жаропрочные с высокими качествами жаростойкости. Базовый легирующий элемент для любых сталей этой категории – хром, которого содержится 14-23%.

Высокая стойкость и прочность сохраняется при повышенных температурах. Этими качествами обладают стальные сплавы на основе никеля.

Наиболее популярные:

  • ХН60В;
  • ХН67ВМТЮ;
  • ХН70МВТЮБ;
  • ХН70;
  • ХН77ТЮ;
  • ХН78Т;
  • ХН78МТЮ;
  • ХН78Т.

Некоторые марки – это жаропрочные стаи, остальные – жаростойкие. При нагревании на поверхности изделий из данных сплавов появляется оксидная пленка на базе алюминия и хрома. В твердых растворах структуры этих металлов формируются соединения никеля и алюминия или никеля и титана, что обеспечивает устойчивость материалов к высоким температурам. Более подробные характеристики приводятся в специальных справочниках.

Из сталей никелевой группы изготавливают:

  • Элементы газовых конструкций и коммуникаций (ХН5ВМТЮ).
  • Конструктивные элементы турбинных устройств (ХН5ВТР).
  • Конструктивные элементы компрессоров – лопатки, диски (ХН35ВТЮ).
  • Роторы для оснащения турбин (ХН35ВТ и ХН35ВМТ).

Итак, жаропрочные марки способны долгое время функционировать в условиях высоких температур без деформаций и противостоят газовой коррозии. Посредством сплавов разных элементов добиваются оптимальных свойств материалов в зависимости от условий эксплуатации.

виды, выбор, цены на материалы

Жаропрочная сталь для печи, – в каких случаях ее применение необходимо, а в каких можно обойтись простой конструкционной сталью. При выборе материала для каменки или металлической печи обогрева дома важно подобрать оптимальный вариант, который позволит работать обогревателю долгое время без лишних затрат на покупку материалов.

Возможность сплавов долгое время оставаться устойчивой к воздействию газовой коррозии во время воздействия высоких температур – это характеристика жаростойкости.

Обеспечить работу конструкций в агрессивной среде при разогреве от 5000, и что важно без сильных нагрузок на них – в этом случае используются стали с повышенным содержанием хрома и других легирующих добавок.

Это нихром, сильхром, сталь с маркировкой 36Х18Н25С2 или 15Х6СЮ.

Жаропрочные материалы способны выдерживать повышенные перегрузки воздействия температур при нагревании, трении без значительных деформаций конструкций и материала.

Понятие жаропрочности

Оценивают уровень этих материалов по 2 критериям:

  • способность выдерживать короткие по времени нагрузки при разогреве. Испытания проводятся на специальном стенде. Здесь образцы металлов испытываются на разрыв при определенной температуре разогрева;
  • сплавы, выдерживающие разогрев и долговременные нагрузки за определенный временной промежуток, с сохранением прочности.
к содержанию ↑

Особенности жаропрочных материалов

Эти материалы способны выдерживать коротковременную или длительную нагрузку во время нагрева деталей печи и других устройств. Определив предел долговременной ползучести металлов можно рассчитать и подготовить обоснованный проект объекта и его отдельных деталей.

В зависимости от видов ползучести материалов подбирается металл для кратковременного противостоянию деформации в агрессивной среде. Для печей, турбин подбираются сплавы, способные выдерживать высокую температуру без разрушения и деформации долгое время.

Среди отличительных особенностей выделим основные:

  • величина зернистости структуры материала. Эта величина напрямую влияет на ползучесть жаропрочного сплава. Если зерна крупные, в этом случае зазор между этими частями меньше, поэтому уменьшается, зазоры между ними и ослабевает уровень скольжения и диффузионных перемещений. Лучший вариант – монокристалл, у которого всего одно зерно, но использовать такие материалы накладно;
  • на уровень жаропрочности стали влияет температура расплавления материала. При росте этой характеристики, увеличивается уровень прочности связей атомов и уменьшается величина ползучести стали или сплавов. Но важно обеспечить больший уровень нагрева, после которого материал начинает расплавляться.
к содержанию ↑

Марки стали

Жаростойкой сталью для печей, деталей и конструкций могут быть:

  • аусенитного;
  • мартенситного типа;
  • перлитного;
  • мартенситно – ферритного.

Для выпуска печей принято использовать ферритный, аусенитно – ферритный и мартенситный типа жаропрочного материала.

Наиболее востребованные для производства печей – это материалы с высоким содержанием хрома, беррилия, ванадия и других легирующих присадок. Они не теряют свои свойства при разогреве 12000 в течение до 10000 часов постоянной эксплуатации в агрессивной среде.

к содержанию ↑

Аустенитные и аустенитно-ферритные стальные сплавы

Жаропрочный металл для печи – это увеличенное включение легирующих добавок (марганца, хрома). Детали из такого вида сталей способны сохранять целостность конструкции при рабочей температуре среды до 7000. Уровень жаропрочности у этого типа превышает это значение у всех видов сталей. Эти материалы используют для сварных соединений из-за своей пластичности.

Группу подразделяют на 3 подгруппы по методу придания материалам прочности:

  1. В твердом растворе содержится пониженное число добавок.
  2. В подгруппе в сплаве содержится повышенный процент карбидов. Это включение первичных TiC, VC, ZrC, NbC, а также вторичных карбидов.
  3. Это стали, где стойкость повышаются с помощью интерметаллидного упрочения. Они наиболее жаропрочные среди всех групп аусентитных сталей. Такая особенность достигается добавлением в состав титана, алюминия, вольфрама, молибдена и брома.

Для повышения уровня сопротивления деформациям первые два типа сталей закаливают при температуре разогрева от 10500 в жидкости, воздушным способом. После постепенного охлаждения закаленные стали получается однородная высоколегированная структура.

Отличительной особенностью жаропрочной стали является пониженное содержание углерода.

к содержанию ↑

Тугоплавкая сталь

Для повышения уровня жаропрочности в химическом составе сплавов или материалов добавлены специальные легирующие присадки, и выдерживается соотношение этих добавок:

  • в основу из вольфрама добавляется рений – 30%;
  • ванадия – 60%, добавляется ниобий – 40%;
  • железа – 48% + ниобия – 5% + молибдена – 5% + циркония – 1%;
к содержанию ↑

Сплавы на основе никеля и смеси никеля с железом

К этой группе относят:

  • из никеля при его содержании 55%;
  • в сплаве содержится 65% железа.

Для внесения легирующих веществ в основном применяется хром, его содержание 14-23%. Соединения обеспечивающие высокие эксплуатационные качества при нагреве–  сплавы, в которых основу составляет никель.

Конструкция, разогреваясь, покрывается защитой в виде пленки, которая препятствует их разрушению и деформации. Эти сплавы используются в производстве прокладки газопроводов, компрессорных установках и турбинах.

к содержанию ↑

Какую сталь лучше выбрать?

Для разных вариантов использования и установки печи при производстве потребуется применять разные виды стали, в том числе и жаропрочной. Разберем основные места возможной установки печи и оптимальный выбор стали для ее производства.

к содержанию ↑

Для банной печи

В этом варианте каменка будет разогреваться максимум до 5000, поэтому возможна деформация конструкции при не соблюдении технологии производства работ и выборе материала. Но отдельные части нагреваются по-разному, поэтому марка стали для банной печи для разных ее частей может изменяться:

  • для производства топочного отделения потребуется подготовить заготовки из стали, марок AISI 430 или 08Х17Т. Но такую сталь трудно достать и затратно использовать при самостоятельном изготовлении печи. В этом случае можно использовать конструкционную сталь, но более высокой марки. Лучший вариант – Ст-10;
  • на тепловой экран для предотвращения прямого прохождения тепла в дымоход можно использовать простую конструкционную сталь или 08ПС, 08Ю;
  • для производства корпуса можно подготовить обычную Ст-3;
  • для дверки топочного отделения важно приготовить хороший материал из жаропрочной стали или из чугуна. В специализированных магазинах или на барахолке, можно найти отличные б/у дверки, за небольшие деньги;

Важно! Подбирая материал для самостоятельного изготовления или покупая готовую каменку, обратите внимание на толщину заготовок. Если используется жаропрочный сплав – толщина стенок подойдет 4 мм. При использовании обычной конструкционной стали, детали должны выполняться из металла, толщиной 6-8 мм.

к содержанию ↑

Для дома

На конструкцию оказывается длительные тепловые нагрузки, поэтому важно, чтобы детали были сделаны из хорошего материала. Можно использовать для домашней буржуйки сталь для банной печи, но лучше подготовить заготовки из сплавов, содержание хрома в которых от 12%.

Из такого листа производятся известные печи профессора Бутакова от компании «Теплодар» и компанией «Термофор». Они будут служить намного дольше, чем самодельные, сделанные из подручных материалов. Не следует забывать и толщине стенок таких печей. Сделанные из легированной стали с высоким уровнем сопротивления от деформаций при долгом нагреве печи могут выполняться из листовой стали, толщиной 4-5 мм.

Если печка устанавливается в небольшой дачный домик и планируется использовать ее только осенью или ранней весной во время редких визитах на участок, для этого можно сделать самодельную печку из трубы или газовых баллонов с системой конвекции. Такая конструкция дешевая и сможет обогревать дом долгое время.

к содержанию ↑

Для гаража

Для гаража использовать дорогостоящую жаропрочную или жаростойкую сталь – это непозволительная роскошь. Такая печка используется короткое время и не очень часто. Поэтому сделав печку из колесных дисков или листового металла, толщиной 3-4 мм, вы легко решите вопрос обогрева гаражного помещения.

к содержанию ↑

Вывод

Использование дорогостоящей жаропрочной стали должно быть оправдано. Не стоит использовать материалы, предназначенные для изготовления деталей промышленных конструкций в изготовлении небольшой банной печи.

Но если буржуйка используется для отопления загородного дома с большой площадью – в этом случае важно подобрать материал для печи с учетом жаропрочности и сопротивлению от воздействия агрессивной среды и высокой температуры.

Где применяется жаропрочная нержавеющая сталь

Сделать заказ можно по телефону

Наши специалисты с радостью вам помогут

+7 495 775-50-79

Большая часть современных металлических сплавов в результате воздействия значительных температур имеют свойство вступать в реакцию с парообразной средой или газом, ввиду чего происходит процесс газовой коррозии материала. Таким газом обычно служит кислород. Жаропрочная нержавейка – особый вид металлопроката. Материал обладает великолепной способностью успешно сопротивляться процессам окисления в ходе воздействия высоких температур, а также сопутствующим пластическим деформациям. Маркировка данного вида стали определена соответствующим ГОСТом.

Нержавеющая сталь жаропрочная демонстрирует повышенную термостойкость и значительную устойчивость к износу. Легирование стали определенными металлами позволят добиться увеличения ее термической стойкости, показателя прочности и улучшения свариваемости.

С учетом особенностей химического состава жаропрочная нержавеющая сталь может быть разделена на группы:

  • высоколегированная жаропрочка, в которой в повышенном количестве содержатся никель, молибден и хром
  • низколегированная жаропрочка
  • релаксационная жаропрочная нержавейка с высоким содержанием углерода

Стали, легирование которых выполняется кремнием и хромом, именуются сильхромами; материал, легированный алюминием и одновременно хромом – хромалем, а всеми 3 вышеперечисленными элементами – сильхромалем.

Характеристика и область использования жаропрочной нержавеющей стали

Жаропрочный нержавеющий металл получил широкое применение для производства термически стойких высокопрочных деталей различного назначения. Основная область использования стали данного типа – производство деталей двигателей, паровых турбин и котлов, металлургических печей. Для выпуска клапанов моторов высокой мощности подходит высоколегированная сталь аустентичного класса, маркировананя 45Х14Н14В2С3. Высоколегированный жаропрочный нержавеющий металл применяется для изготовления деталей, которым приходится длительно находиться в температурном режиме до 600 градусов Цельсия, к примеру, турбинных лопастей и компрессорных дисков. Низколегированная жаропрочка нержавеющая сталь способна выдержать до 450 градусов и используется для изготовления валов, фланцев и пр. Релаксационный жаропрочный металл получил применение для производства болтов, пружин, скоб, работа которых осуществляется при температуре до 500 градусов.


жаропрочные стали, жаростойкость, температура плавления

Развитие новых промышленных технологий, ракетной техники, сложного турбинного оборудования в середине пятидесятых годов прошлого века, повлекло за собой модернизацию металлургической отрасли в целом. В отдельное направление выделились работы по созданию жаропрочных сплавов. С течением времени они нашли применение в атомном машиностроении, энергетике, химической промышленности и заняли место в цепочке высокотехнологических производств.

Жаропрочные и жаростойкие материалы

Жаропрочные и жаростойкие сплавы — это большая группа легированных материалов с присадками молибдена, титана, хрома и ряда других элементов. Все эти сплавы изготавливаются на железной, никелевой и кобальтовой основах. Их главной особенностью является сохранение повышенной прочности при высоких температурах.

Основные типы

Наиболее распространены сплавы на основе железа. Это хромистые, хромоникелевые, а также хромомарганцевые стали с молибденовыми, титановыми и вольфрамовыми присадками. Также производят сплавы с такими легирующими элементами, как алюминий, ниобий, ванадий, бор, но в меньших количествах.

В большинстве случаев процент добавления присадок в сталь достигает от 15 до 50%

Вторая, весьма востребованная группа — сплавы на никелевой основе. В качестве присадки используется хром. Жаропрочность также повышают добавки титана, церия, кальция, бора и сходных по составу элементов. В отдельных технологических комплексах востребованы сплавы на основе никеля с молибденом.

К третьей группе относятся термостойкие сплавы на кобальтовой основе. Легирующими элементами для них служат углерод, вольфрам, ниобий, молибден.

В металлургии существует целый ряд материалов, который используется при легировании сталей:

  • хром,
  • никель,
  • молибден,
  • ванадий,
  • ниобий,
  • титан,
  • марганец,
  • Вольфрам.
  • кремний,
  • тантал,
  • алюминий,
  • медь,
  • бор,
  • кобальт,
  • цирконий.

Широко используются редкоземельные элементы.

Химический состав

Определение химического состава жаростойких материалов — сложный процесс. Необходимо учитывать не только основные легирующие элементы, но и то, что попадает в продукцию как примеси или остаётся в результате химических реакций, протекающих во время плавки.

Специально добавленные легирующие элементы вводятся для получения необходимых технологических, физических и механических свойств. А примеси и образовавшиеся при плавке химические элементы могут ухудшать свойства высоколегированного металла.

Для хромоникелевых сплавов и огнеупорных материалов на основе кобальта опасно присутствие серы более 0,005%, следов олова, свинца, сурьмы и других легкоплавких металлов.

Структура и свойства

Жаропрочность определяется не только химическим составом металлов, но и формой, в которой​ примеси находятся в сплаве. Например, сера в виде сульфидов никеля снижает температуру плавления. А та же сера, соединённая с цирконием, церием, магнием образует тугоплавкие структуры. Большое влияние на жаропрочность оказывает чистота никеля или хрома. Однако следует учитывать, что свойства сплавов варьируются в зависимости от применяемой технологии.

Главное свойство, по которому определяют жаростойкость материала — ползучесть. Это явление постоянной деформации под непрерывным напряжением. Сопротивляемость материала разрушению под действием температуры

Классификация сплавов

Первый параметр классификации сплавов — это жаропрочность, то есть способность материала выдерживать механические деформации при высоких температурах, без деформации.

Во-вторых, это жаростойкость (окалиностойкость). Способность материала противостоять газовой коррозии при высоких температурах. При описании процессов до шестисот градусов Цельсия используется термин «теплоустойчивость».

Одной из основных характеристик является предел ползучести. Это напряжение, при котором деформация материала за определённый период достигает заданной величины. Время деформации является сроком службы детали или конструкции.

Для каждого материала установлена максимальная величина пластической деформации. К примеру, у лопаток паровых турбин эти деформации должны быть не больше 1% за 10 лет. Лопатки газовых турбин — не больше 1−2% за 500 часов. Трубы паровых котлов, работающих под давлением не должны деформироваться больше чем на 1% за 100 000 часов работы.

По способу получения материала жаропрочные марки классифицируют следующим образом.

  1. Хромистые стали мартенситного класса: Х5, Х5М, Х5ВФ, 1Х8ВФ, 4Х8С2,1Х12Н2ВМФ.
  2. Хромистые стали мартенситно-ферритного класса: Х6СЮ, 1Х11МФ, 1Х12ВНМФ, 15Х12ВМФ, 18Х11МФБ, 1Х12В2МФ.
  3. Хромистые стали ферритного класса:1х12СЮ, 0Х13, Х14, Х17, Х18СЮ, Х25Е, Х28.
  4. Стали аустенито-мартенситного и аустенито-ферритного класса: 2Х13Н4Г9, Х15Н9Ю, Х17Н7Ю, 2Х17Н2, 0Х20Н14С2, Х20Н14С2.
  5. Стали аустенитного класса: 0Х18Н10, 0Х18Н11, 1Х18Н9, 0Х18Н12Т, 1Х18Н12Т.

Маркировка сталей разнится по ГОСТам и техническим условиям. В вышеприведённом списке применяется классификация ГОСТ 5632–61 , в которой легко проследить наличие легирующего элемента по буквам. Х — хром, В — ванадий, М — молибден. Например, шифр 09Г2С означает, что в сплаве присутствует 0,09% углерода, 2% марганца и кремний, которого меньше 1%. Цифра впереди показывает содержание углерода (без цифры — до одного процента). Цифра после буквы показывает содержание определённого легирующего элемента в процентах. При содержании какого-либо элемента менее одного процента цифры не ставятся.

Ещё одним нормативным документом служит ГОСТ 5632–61 , с применением специальных обозначений. Для того чтобы быстро соотносить разные ГОСТы и Технические Условия можно воспользоваться соответствующим справочником или сортаментом отдельных выпусков.

По ГОСТ 5632–61 сплавы классифицируются следющим образом:

  1. Стали аустенитного класса с высоким содержание хрома: ЭИ813 (1Х25Н25ТР), ЭИ835, ЭИ417.
  2. Стали с карбидным уплотнением: ЭИ69, ЭИ481, ЭИ590, ЭИ388, ЭИ572.
  3. Стали сложнолегированные повышенной жаропрочности аустенитного класса: ЭИ694Р, ЭИ695, ЭП17, ЭИ726, ЭИ680, ЭП184.
  4. Стали с интерметаллидным упрочнением аустенитного класса: ЭИ696, ЭП33, ЭИ786, ЭИ 612, ЭИ787, ЭП192, ЭП105, ЭП284.

За рубежом применяется своя классификация материалов. Например, AISI 309, AISI 310S.

Технология и применение

По структуре и способу получения специальные стали подразделяются на следующие: аустенитные, мартенситные, перлитные, мартенсито-ферритные. Мартенситные и аустенитные стали применяются, если температура достигает 450−700о С и по объёму плавки занимают первое место.

С повышением температуры до 700−1000о С используются никелевые сплавы, при ещё более высоких температурах необходимо включать в технологический процесс кобальтовые сплавы, графит, тугоплавкие металлы и термическую керамику.

Аустенитные — самые жаропрочные стали, которые используются, если температура среды достигает 600о С. Основа легирования — хром и никель. Присадки Ti, Nb, Cr, Mo, W, Al.

Стали мартенситного класса предназначены для производства изделий, работающих при температуре в диапазоне 450−600о С. Повышенная жаропрочность у мартенситных сталей достигается уменьшением (до 0.10−0.15%) содержания углерода и легированием хромом 10−12%, молибденом, ниобием, вольфрамом, либо средним (0,4%) содержанием углерода и легированием кремнием (до 2−3%) и хромом (в пределах 5−10%).

Применение специальных сталей и сплавов узконаправленное и наиболее эффективно в сложных областях производства. К примеру, жаропрочные стали марки 30Х12Н7С2 и 30Х13Н7С2С нашли широкое применение в современном двигателестроении. Марки 15ХМ и 12Х12ВНМФ — в производстве котлов и сосудов под давлением. Марка стали ХН70ВМТЮ идёт на производство лопаток газовых турбин, а 08Х17Т используется при изготовлении топочных элементов печей. К жаропрочным также относится нержавеющая сталь.

Марки нержавеющей стали

Прежде всего это ЭИ417 или 20Х23Н18 по ГОСТ 5632–61 . Аналог западноевропейских и американских производителей — известная AISI 310. Аустенитная сталь, изделия из которой востребованы для работы в среде с температурой, достигающей 1000 °C.

20Х25Н20С2, она же ЭИ283 — аустенитный сплав, устойчивый к температурам в 1200о С и выше.

Низкоуглеродистые сплавы с содержанием хрома от 4 до 20% используется для производства листовой нержавеющей стали. Жаропрочная нержавейка по сортаменту выпускается холоднокатаной и горячекатаной, толстолистовой и тонколистовой.

Достоинства и недостатки

Свойства жаропрочных сталей делают незаменимым этот материал в таких сферах, как ракетостроение и космическая отрасль, сложное двигателестроение, авиапромышленность, производство ключевых элементов газовых турбин и многих других. Их доля в прокате высокотехнологичной стали достигает 50%. Некоторые сплавы способны работать при температуре свыше 7000° С.

Этот сложный в производстве материал, изготовление которого невозможно без специального оборудования и квалифицированного персонала, имеет высокую себестоимость. Использование подобных сталей не может быть универсальным, поэтому для его эффективного применения необходимо наличие развитой научно-технической базы.

Жаропрочная сталь в Санкт-Петербурге | Ленстальинвест

Нержавеющая жаропрочная сталь применяют в производстве деталей, поверхность которых вступает в контакт с агрессивными веществами. Также нержавейка необходима там, где деталь испытывает большие нагрузки, вибрации и подвергается температурному воздействию ≥ 550°С при высокой резистентности газовой коррозии. Поэтому жаропрочный сплав используется в турбинах, плавильных печах, котлах отопления, компрессорных установках и т.д.

Жаропрочная сталь (окалиностойкая) – сплав, разработанный для длительного применения в критических температурных условиях температур с сохранением структуры металла. В таких условиях жаропрочная нержавеющая сталь не разрушается, не деформируется, сохраняет высокую прочность и ползучесть.

Характеристики жаростойкой стали

Перед тем, как заказать жаропрочный металл в листах, рекомендуется подобрать продукт по технико-эксплуатационным свойствам и характеристикам. Металлические жаропрочные сплавы позволяют изделиям:

  • Работать в условиях критических температур.
  • Сопротивляться механическим деформациям и коррозионным процессам.
  • Оставаться износостойкой и сохранять плавную ползучесть.

Среднему и крупному бизнесу металлопрокат с высокой окалиностойкостью необходим для изготовления изделий следующего назначения:

  • Жаропрочные сплавы рекомендованы для производства камер сгорания ДВС и других движителей, подшипниковой продукции, метизов, клапанов, рубашек котлов, компрессорных и турбинных элементов.
  • Производства деталей термопечей, конвейеров, опок, подвесок котлов отопления, экранов печей и печных роликов.
  • В авиастроении использование жаропрочных сплавов распространяется на изготовление турбин, двигателей, систем выхлопа.
  • В нефте- и газоперерабатывающей промышленности жаропрочные изделия нужны в производстве трубных магистралей высокого давления, турбин и т.д.

Для производства жаропрочных сплавов используются технологии легирования стали хромом (повышает жаростойкие и антикоррозийные свойства), добавками молибдена (повышение коэффициента рекристаллизации), никеля (для улучшения свариваемости), титана (усиление прочности и эластичности сплавов), других химических элементов.

В металлопроизводстве жаростойкие сплавы классифицируются по следующим маркам:

  • Хромоникелевые высоколегированные сплавы с большим содержанием никеля.
  • Аустенитные тугоплавкие нержавеющие стали с рабочей температурой ≤ 1000°С.
  • Низкоуглеродистая антикоррозийная сталь.
  • Аустенитная немагнитная незакаливаемая сталь, устойчивая к сверхвысоким температурам.

Продажа жаропрочной стали в Санкт-Петербурге

Купить в Санкт-Петербурге жаропрочную сталь можно в компании Ленстальинвест – оптом или в розницу. Мы предлагаем широкий сортамент, гарантии поставщика, быстрое оформление заказов и доставку транспортом предприятия. Актуальные цены уточняйте в онлайн прайсе.

Подробности продаж и подачи заявки – у менеджеров, обратиться к которым можно по телефону, форме обратной связи, электронной почте или в онлайн чате.

жаропрочный металл — это… Что такое жаропрочный металл?

жаропрочный металл
high-temperature metal

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • жаропрочный материал
  • жаропрочный планер

Смотреть что такое «жаропрочный металл» в других словарях:

  • Жаропрочный сплав — Refractory alloy Жаропрочный сплав (1) Жароупорный сплав. (2) Сплав, имеющий чрезвычайно высокую точку плавления. См. также Refractory metal Тугоплавкий металл. (3) Сплав, труднообрабатываемый при высоких температурах. (Источник: «Металлы и… …   Словарь металлургических терминов

  • Хром — I м. 1. Химический элемент, твёрдый жаропрочный металл голубовато стального цвета, не окисляющийся на воздухе, применяемый для покрытия поверхности других металлов (хромирования) с целью защиты их от коррозии. 2. Желтая, оранжевая, красная или… …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • Хром — I м. 1. Химический элемент, твёрдый жаропрочный металл голубовато стального цвета, не окисляющийся на воздухе, применяемый для покрытия поверхности других металлов (хромирования) с целью защиты их от коррозии. 2. Желтая, оранжевая, красная или… …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • Хромий — м. устар. Химический элемент, твёрдый жаропрочный металл голубовато стального цвета, не окисляющийся на воздухе, применяемый для покрытия поверхности других металлов (хромирования) с целью защиты их от коррозии; хром I 1.. Толковый словарь… …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • Магниевые сплавы —         сплавы на основе магния. Наиболее прочные, в том числе и наиболее жаропрочные, М. с. разработаны на основе систем магний металл с ограниченной растворимостью в твёрдом магнии. Вследствие высокой химической активности магния выбор металлов …   Большая советская энциклопедия

  • Закалка —         термическая обработка материалов, заключающаяся в их нагреве и последующем быстром охлаждении с целью фиксации высокотемпературного состояния материала или предотвращения (подавления) нежелательных процессов, происходящих при его… …   Большая советская энциклопедия

Лист нержавеющий жаропрочный AISI 310, 309

Компания Ристейл осуществляет доставку Лист нержавеющий жаропрочный AISI 310, 309 по всей территории Украины: в Киев, Харьков, Одесса, Днепр, Запорожье, Львов, Кривой Рог, Николаев,

Мариуполь, Луганск, Винница, Херсон, Полтава, Чернигов, Черкассы, Житомир, Сумы, Хмельницкий, Черновцы, Горловка, Ровно, Каменско, Кропивницкий, Ивано-Франковск, Кременчуг, Тернополь, Луцк, Белая Церковь, Краматорск, Мелитополь, Керчь, Никополь, Славянск, Ужгород, Бердянск, Алчевск, Павлоград, Северодонецк, Лисичанск, Каменец-Подольский, Бровары, Конотоп, Умань, Мукачево, Александрия, Хрустальный, Енакиево, Шостка, Бердичев, Бахмут, Кадиевка, Дрогобыч, Константиновка, Нежин, Измаил, Новомосковск, Ковель, Смела, Червоноград, Калуш, Первомайськ, Коростень, Должанск, Покровск, Коломыя, Борисполь, Рубежное, Черноморск, Стрый, Дружковка, Харцызск, Прилуки, Лозовая, Чистяково, Новоград-Волынский, Энергодар, Антрацит, Нововолынск, Горишние Плавни, Изюм, Шахтёрск, Белгород-Днестровский, Мирноград, Ахтырка, Марганец, Фастов, Снежное, Новая Каховка, Лубны, Ровеньки, Жёлтые Воды, Брянка, Светловодск, Ирпень, Сорокино, Шепетовка, Ромны, Вараш, Покров, Миргород, Подольск, Южноукраинск, Владимир-Волынский, Первомайск, Дубно, Вишнёвое, Каховка, Васильков, Нетешин, Вознесенск, Славута, Ясиноватая, Джанкой, Боярка, Жмеринка, Староконстантинов, Авдеевка, Самбор, Борислав, Торецк, Глухов, Обухов, Токмак, Чугуев, Могилёв-Подольский, Южное, Костополь, Синельниково, Первомайский, Доброполье, Новояворовск, Буча, Красноперекопск, Чортков, Балаклия, Трускавец, Купянск, Першотравенск, Новый Роздол, Терновка, Сарны, Хуст, Золотоноша, Алушта,Хмельник, Голубевка, Крестовка, Переяслав, Малин, Вышгород,Бахчисарай, Гайсин, Коростышев, Лебедин, Перевальск, Виноградов, Дебальцево, Канев, Алёшки, Славутич, Здолбунов, Берегово, Гадяч, Казатин, Золочев, Селидово, Броды, Вольногорск, Знаменка, Докучаевск,Кролевец, Саки, Волноваха, Молодогвардейск, Ладыжин, Лиман, Мерефа, Армянск, Надворная, Люботин, Попасная, Полонное, Кременец, Сокаль, Красноград, Тростянец, Стебник, Суходольск, Долина, Килия, Яготин, Кременная, Геническ, Курахово, Пологи, Красилов, Волочиск, Подгородное, Долинская, Днепрорудное, Рени, Калиновка, Балта, Волчанск, Пятихатки, Скадовск, Амвросиевка, Корсунь-Шевченковский, Бахмач, Зугрес, Бережаны, Белогорск, Дергачи, Сватово, Старобельск, Раздельная, Лутугино, Звенигородка, Новоукраинка, Шпола, Ватутино, Изяслав, Свалява, Богуслав, Верхнеднепровск, Городок, Белополье, Сквира, Березань, Винники, Овруч, Бар, Дунаевцы, Путивль, Городок, Пирятин, Белозёрское, Красногоровка, Тульчин, Иловайск, Вольнянск, Украинка,Острог, Богодухов, Новый Буг, Болград, Вознесеновка, Николаевка, Судак, Бурштын, Угледар, Рахов, Новогродовка, Орехов, Змиёв, Гайворон, Карловка, Арциз, Николаев, Радомышль, Голая Пристань, Очаков, Киверцы, Сторожинец, Золотое, Апостолово, Городище, Гуляйполе, Тальное, Жашков, Збараж, Носовка, Бунге, Васильевка, Зеленодольск, Часов Яр, Новгород-Северский, Кагарлык, Теребовля, Жолква, Хорол, Березно, Каменка-Днепровская, Рожище, Тетиев, Петрово-Красноселье, Корюковка, Бершадь, Берислав, Яворов, Снигирёвка, Баштанка, Бучач, Счастье, Гнивань, Городня, Каменка, Ждановка, Новая Одесса, Приморск, Камень-Каширский, Мена, Узин, Светлодарск, Северск, Беляевка, Барановка, Украинск, Немиров, Мироновка, Лохвица, Новоазовск, Боково-Хрустальное, Кальмиусское, Соледар, Горняк, Новомиргород, Сновск, Ичня, Сосновка, Ильинцы, Ямполь, Бобровица, Тараща, Борщёв, Щёлкино, Жидачов, Малая Виска, Бобринец, Татарбунары, Таврийск, Христиновка, Моспино, Каменка-Бугская, Болехо, Новоднестровск, Родинское, Радивилов, Борзна, Деражня, Любомль, Теплодар, Олевск, Перещепино, Дубляны, Снятын, Кобеляки, Горское, Верховцево.

Применение материалов

: термостойкость — MetalTek

По определению, термостойкие изделия обычно используются при температурах выше 1200°F/670°C и требуют использования материалов с повышенной стойкостью к окислению и другим газам, характерным для окружающей среды, а также к ухудшению механических свойств. Работоспособность в этих высокотемпературных средах определяется приемлемыми уровнями прочности на растяжение, прочности на разрыв и сопротивления ползучести, которые соответствуют требуемому сроку службы.

Как правило, свойства материала ухудшаются при повышении температуры. Особенно это заметно в углеродистой стали. За прошедшие годы металлургические компании разработали легированные стали, содержащие никель и хром, которые, среди прочего, значительно улучшили прочность и пластичность. Исторически наиболее часто используемыми материалами в этих приложениях являются сплавы, соответствующие литейным нержавеющим сталям ASTM A297 «H-серии», хотя в последние годы многие запатентованные сплавы получили признание.

Основными группами жаропрочных сплавов являются аустенитные сплавы с высоким содержанием хрома и никеля, также известные как жаропрочные нержавеющие стали, сплавы на основе никеля, сплавы на основе кобальта, хрома и никеля и молибден-титановые сплавы.

В случае высоких требований к прочности при повышенной температуре, циклическом термическом воздействии или агрессивной углеродсодержащей атмосфере (а углерод является врагом в некоторых высокотемпературных применениях, таких как нефтехимические печи), обычно выбирают сплавы на основе никеля.Однако можно также использовать сплавы на основе кобальта. Основной компромисс обычно экономический. Сравнение высокой первоначальной стоимости со стоимостью жизненного цикла обычного жаропрочного сплава поможет определить наилучшую долгосрочную ценность.

В промышленности часто встречаются высокотемпературные применения, требующие термостойких материалов. Эти приложения включают электростанции, пиропереработку минералов (например, цемента, извести и железной руды), сжигание отходов, нефтехимическую переработку, сталелитейные и цветные металлургические комбинаты, металлообработку, включая термообработку, и производство/формовку стекла.

Часто первым соображением при выборе сплава для высокотемпературного применения является его прочность при повышенных температурах. Тем не менее, прочность не является единственным ключевым фактором, поскольку многие высокотемпературные применения происходят в суровых коррозионных средах, таких как химические заводы. (По этой причине модуль коррозии в этой серии информационных бюллетеней может быть ценным ресурсом при оценке выбора материалов для повышенных температур.)  

Относительная прочность сплавов демонстрируется на краткосрочной основе с помощью обычных испытаний на растяжение при повышенных температурах.Для обеспечения характеристик сплава в долгосрочной перспективе разработчик должен учитывать дополнительные свойства, включая сопротивление разрушению при напряжении, сопротивление ползучести и/или сопротивление термической усталости.

Компромиссы для жаропрочных сплавов

При обсуждении применения жаропрочных отливок существует очевидный компромисс между стоимостью жизненного цикла более дорогих запатентованных сплавов и более традиционных сплавов, которые могут встречаться в полевых условиях. Может оказаться полезным классифицировать сплавы по пяти часто используемым категориям.Следующее введение дает некоторую перспективу и общую структуру, которую можно использовать для классификации сплавов, рассматриваемых для применения.

Разрыв под напряжением

Как правило, при выборе сплава в первую очередь учитывается прочность на разрыв при напряжении. Прочность на разрыв — это минимальное напряжение, которое может привести к отказу оборудования в течение расчетного срока службы. Например, в нефтехимии это 100 000 часов (11,4 года). Эти значения обычно экстраполируются из тестов меньшей продолжительности.

Ползучесть

Ползучесть – это деформация, определяемая в единицу времени, возникающая под нагрузкой при повышенных температурах. Ползучесть возникает во многих областях применения жаростойких отливок при рабочих температурах. Со временем ползучесть может привести к чрезмерной деформации, что в дальнейшем может привести к разрушению при напряжениях значительно ниже тех, которые вызвали бы разрушение при испытании на растяжение при той же температуре.

Термическая усталость

Компоненты, которые будут подвергаться термоциклированию или термическому удару во время эксплуатации, требуют учета термической усталости.Усталость – это состояние, при котором переменные нагрузки приводят к отказу в более короткие сроки и при меньших напряжениях, чем можно было бы ожидать при постоянной нагрузке. Термическая усталость – это состояние, при котором напряжения в основном возникают из-за затрудненного расширения или сжатия. Они могут быть вызваны либо внешними ограничениями, либо температурными градиентами внутри компонента. Выбор сплавов для этого вида работ по-прежнему основывается главным образом на опыте и является одной из областей, в которых технический совет по металлургии будет полезен для пользователей.

Тепловое расширение

Другим важным фактором при выборе является тепловое расширение. Например, соседние части должны расширяться и сжиматься с одинаковой скоростью, иначе одна из них может треснуть. Инвар, например, испытывает очень низкое тепловое расширение и поэтому используется в штампах для высокоточного литья. Есть много других примеров подбора материалов друг к другу или к спецификациям приложения. Ваш консультант по металлургии также может помочь в этом.

Сварка

Не во всех приложениях требуется, чтобы компонент был сварным, но особое внимание следует уделить, когда приложение требует сварного узла.Например, некоторые сплавы никеля и кобальта очень трудно сваривать, поэтому первостепенное значение имеет компромисс между свойствами, которые могут обеспечить эти материалы, и способностью создавать конечный продукт.

Желательные характеристики жаропрочных сплавов

  • Низкие затраты на материалы и обработку в соответствии с приемлемым сроком службы при высоких температурах.
  • Низкое содержание кислорода, азота и водорода.
  • Высокая пластичность, усталостная прочность и ударная вязкость при комнатной температуре.
  • Высокая стойкость к окислению в применениях, требующих воздействия воздуха или пара при повышенных температурах.
  • Небольшое снижение прочности при повышенной температуре.
  • Высокая стойкость к продуктам сгорания или газообразным химическим продуктам при повышенных температурах.
  • Высокая устойчивость к тепловому удару при нагреве или охлаждении.
  • Высокая усталостная прочность при повышенных температурах.
  • Высокая прочность на ползучести при динамической нагрузке при повышенных температурах.
  • Высокий модуль упругости при температуре применения и/или низкое тепловое расширение.
  • Достаточная свариваемость.
  • Умеренно крупный размер зерна для повышения прочности на разрыв при напряжении.

Заключение

Применение при высоких температурах и средах могут различаться. Понимание нагрузок, с которыми будут сталкиваться компоненты, и балансировка этих нагрузок со свойствами материалов различных сплавов обеспечат рентабельную производительность.

Самые полезные металлы для высоких температур


При работе с металлами необходимо учитывать множество факторов, прежде чем выбрать сплав.Одним из важнейших качеств полезного металла является его жаростойкость. Металлические компоненты машин и тяжелого оборудования подвергаются воздействию большого количества тепла. Если они не выдержат жары, то быстро и эффектно сломаются. Вот некоторые из наиболее полезных металлов для высоких температур, чтобы вы могли знать, как работает ваше оборудование.

 

Титан

Отношение прочности к весу титана выше, чем у любого другого известного металла. Это делает его чрезвычайно полезным, когда нам нужно что-то, чтобы выдержать большую силу и давление.Он также может выдерживать значительное количество тепла, что делает его полезным для всех видов машин в военной и аэрокосмической промышленности. В сочетании с коррозионной стойкостью титан — это металл, на который можно положиться при изготовлении сплава.

 

Молибден

Ключевой компонент некоторых нержавеющих сталей, молибден — менее известный металл, который мы используем для придания сплаву большей прочности и термостойкости. Присутствие молибдена в сплаве не только делает его прочнее, но и позволяет сплаву оставаться прочным даже при повышении температуры.В специализированных механических мастерских часто используют молибден из-за его способности улучшать твердость, прочность и коррозионную стойкость.

 

Никель

Когда вы подвергаете сплавы определенным экстремальным условиям, вам нужен металл, способный выдержать основную нагрузку. Сплавы, в состав которых входит никель, идеально подходят для применения в аэрокосмической и авиационной отраслях. Никель создает сплав, который очень стабилен и прочен, что позволяет ему не колебаться под сильным нагревом и давлением.

 

Тантал

Тантал — это металл, о котором многие люди никогда не слышали.Его способность противостоять нагреву при сплавлении с другими материалами настолько велика, что его используют для создания суперсплавов. Эти сплавы необходимы для оборудования атомных станций и авиационных двигателей. Даже химические заводы используют тантал в своем оборудовании. Вы также можете найти тантал во многих электронных устройствах, особенно в электронике, которая сильно нагревается, например, в резисторах и конденсаторах.

 

Вольфрам

Вольфрам в чистом виде не очень полезен, но в сплаве с другими материалами он становится одним из наиболее полезных металлов для высокотемпературных применений.В сплаве вольфрам придает тот факт, что он имеет самые высокие температуры плавления среди всех металлов, а также самую высокую прочность на растяжение. Он очень мало расширяется при воздействии тепла, что делает его полезным для таких мест, как детали ракетных кораблей.

Если вам нужен производитель стального и бронзового литья, Wieland Diversified может предоставить вам материалы, необходимые для успеха. Если у вас есть какие-либо вопросы о наших сплавах, мы будем более чем рады ответить на них для вас.

Топ-10 материалов с самой высокой температурой плавления в мире

Топ-10 материалов с самой высокой температурой плавления в мире



Просмотры сообщений: 38 037

Хотите знать, какие материалы имеют очень высокую температуру плавления? Вы попали в нужное место.В этой статье мы представим материалов с самой высокой температурой плавления в мире — топ-10.  

Материалы с самой высокой температурой плавления в мире

1. Сплав карбида гафния тантала (3990 )

Сплав карбида гафния тантала занимает 1-е место в нашем списке материалов с самой высокой температурой плавления.

Сплав карбида тантала и гафния

(Ta4HfC5) на самом деле относится к пентакарбонатному соединению тантала и гафния , которое имеет самую высокую температуру плавления среди известных соединений.Можно считать, что он состоит из двух бинарных соединений: карбида антала t (температура плавления 3983 ℃) и карбида гафния (температура плавления 3928 ℃).

Сплавы карбида тантала и гафния марки

применяются в качестве жаропрочных и высокопрочных материалов для ракетных и реактивных двигателей, а также деталей контрольно-регулировочной аппаратуры.

Ta4HfC5

2. Графит (3652 )

Графит занимает 2-е место в нашем списке материалов с самой высокой температурой плавления в мире.

Графит представляет собой аллотроп углерода, в котором три других атома углерода (расположенные в виде сот шестиугольников) ковалентно связаны друг с другом, образуя ковалентные молекулы. Благодаря своей особой структуре обладает жаростойкостью, электро- и теплопроводностью, смазывающей способностью, химической стабильностью, пластичностью и так далее.

Традиционный графит можно использовать в качестве огнеупорного материала, проводящего материала, износостойкого и смазочного материала для литья, песка, штамповки и материала для высокотемпературной металлургии, в то время как новый графит используется в качестве гибкого графитового уплотнительного материала, автомобильного аккумулятора, нового композитного материала. , и т.д.

Графит

3. Алмаз (3550 )

Алмаз — еще один материал с очень высокой температурой плавления. Алмаз — это атомарный кристалл, а графит — смешанный кристалл. Температура плавления кристалла графита выше, чем у алмаза, что кажется невероятным.

Однако длина ковалентных связей в чешуйчатом слое кристалла графита составляет 1,42×10-10 м, а длина ковалентных связей в кристалле алмаза равна 1.55×10-10м. Ковалентные связи, чем меньше связь, тем больше энергия связи, чем прочнее связь, тем труднее ее разорвать, тем больше энергии вы должны предоставить, поэтому температура плавления должна быть выше.

Алмаз используется для режущих инструментов в декоративно-прикладном искусстве и промышленности, таких как вытяжной штамп, токарный инструмент, резьбонарезной станок, твердомерная головка, геологическое и нефтяное буровое долото, шлифовальный круг, резак для стекла, алмазная ручка, комодный нож и абразивный материал. .

Алмаз

4.Вольфрам (3400 )

Вольфрам занимает 4-е место в нашем списке материалов с самой высокой температурой плавления.

Вольфрам представляет собой стальной серый или серебристо-белый металл с высокой твердостью, высокой температурой плавления и устойчивостью к воздушной эрозии при комнатной температуре. Как тугоплавкий металл (обычно температура плавления выше 1650 ℃) с самой высокой температурой плавления, он обладает хорошей жаропрочностью.

Вольфрам в основном используется в производстве нитей и высокоскоростной резки легированной стали, сверхтвердых штампов, а также в оптических приборах, химических приборах.

Вольфрам

5. Борид титана (3225 ℃)

Борид титана занимает 5-е место в нашем списке материалов с самой высокой температурой плавления в мире.

Борид титана (TiB2) имеет серый или серовато-черный вид и гексагональную (AlB2) кристаллическую структуру. Керамика обладает отличной теплопроводностью, устойчивостью к окислению и механической эрозионной стойкостью. Борид титана является приемлемым электрическим проводником и может использоваться в качестве катодного материала при выплавке алюминия.

ТиБ2

6. Борид циркония (3245 ℃)

Борид циркония также является одним из материалов с самой высокой температурой плавления.

Борид циркония (ZrB2) представляет собой высококовалентный тугоплавкий керамический материал с гексагональной кристаллической структурой. Его сверхвысокотемпературная керамика (UHTC) имеет температуру плавления 3246oC, высокую температуру плавления, относительно низкую плотность (около 6,09 г/см3) и хорошую жаропрочность.

Борид циркония может использоваться для высокотемпературных авиационных применений, таких как сверхзвуковые полеты или ракетные двигательные установки.

ZrB2

7. Рений (3180 ℃)

Рений — еще один материал с очень высокой температурой плавления, заслуживающий места в нашем списке.

Рений представляет собой металлический элемент и один из металлов с высокой температурой плавления. Рений, как и платина, растворяется в разбавленной азотной кислоте или перекиси водорода, но не растворяется в соляной и плавиковой кислотах.

Может окисляться до очень стабильного полуторного оксида рения Re2O7, что является особым свойством рения.Рений можно использовать для изготовления электрических нитей, корпусов спутников и ракет, защитных пластин для атомных реакторов.

Рений

8. Карбид титана (3100 ℃)

Когда речь идет о материалах с самой высокой температурой плавления, Карбид титана является надежным выбором.

Карбид титана (TiC) представляет собой очень твердый (твердость по Моосу до 9-9,5) тугоплавкий керамический материал, аналогичный карбиду вольфрама. Это железо-серый кристалл с металлическим блеском, принадлежащий к гранецентрированной кубической кристаллической структуре типа хлорида натрия.

Карбид титана имеет высокую температуру плавления, точку кипения и твердость, а также хорошую тепло- и электропроводность и даже проявляет сверхпроводимость при очень низких температурах.

Карбид титана

широко используется в производстве металлокерамики, жаропрочных сплавов, твердых сплавов, износостойких материалов, высокотемпературных радиационных материалов и других высокотемпературных вакуумных устройств.

Порошок карбида титана

9. Осмий (3045 )

Осмий занимает девятое место в нашем списке материалов с самой высокой температурой плавления в мире.

Осмий — элемент шестого периода Ⅷ группы периодической таблицы. Это один из металлов платиновой группы, тяжелый металл платиновой группы и самый плотный из известных металлов. Осмий очень стабилен на воздухе, в то время как осмий в виде порошка легко окисляется.

Осмий может быть использован для изготовления сплава сверхвысокой твердости, сплава осмия с родием, рутением, иридием или платиной, обычно используемого в качестве проигрывателя, ручки для чечетки, часов и инструментов.

Осмий

10.Карбид кремния (2820 ℃)

Карбид кремния — еще один материал с очень высокой температурой плавления. Наш список не будет полным, если в нем отсутствует карбид кремния.

Карбид кремния (SiC) изготовлен из кварцевого песка, нефтяного кокса (или угольного кокса), древесной стружки (для производства зеленого карбида кремния необходимо добавить соль) и другого сырья посредством высокотемпературной плавки в печи сопротивления.

Частицы карбида кремния

можно спекать вместе, чтобы сформировать очень твердую керамику, которая широко используется в приложениях, требующих высокой долговечности, таких как керамические пластины в автомобильных тормозах, автомобильных сцеплениях и пуленепробиваемых жилетах.

Карбид кремния

Заключение

Спасибо, что прочитали наш список материалов с самой высокой температурой плавления в мире, и надеемся, что он вам понравился. Если вы знаете какие-либо материалы с очень высокой температурой плавления, которые заслуживают места в нашем списке, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, чтобы сообщить нам об этом, и мы очень скоро добавим их в этот список.

Если вы хотите узнать больше о материалах, которые мы упомянули выше, вы можете посетить Advanced Refractory Metals (ARM) для получения дополнительной информации.ARM со штаб-квартирой в Лейк-Форест, Калифорния, является ведущим производителем и поставщиком тугоплавких металлов и предоставляет клиентам высококачественные изделия из тугоплавких металлов по очень конкурентоспособной цене.

Термостойкий материал | Керамика, Металлы с высокой температурой плавления | Прецизионная обработка керамики, кварца, вольфрама и молибдена

Макс. использовать темп. атмосфера / °С Непрерывная рабочая темп.атмосфера / °С
Пластик Инженерные пластмассы Полиимид (ПИ) 300
Поли-бенз-имидазол (PBI) 310
Полимид-имид (ПАИ) 250
Полиэфиримид (PEI) 170
Полиацеталь (ПОМ) 80
Полифениленсульфид (ППС) 220
Полиэфирэфиркетон (PEEK) 250
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 260
Полиамид 6 (ПА6) 110 ~ 120
Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ) 80
Обычные пластмассы. Полиэтилен (ПЭ) 80 ~ 90
Полипропилен (ПП) 100 ~ 140
Винилхлоридная смола (VC) 60 ~ 80
Полистирол (ПС) 80 ~ 90
Полиэтилен-телефталат (ПЭТ) 85 ~ 100
Акрилонитрилбутадиен (АБС) 70 ~ 100

Высокотемпературные коррозионностойкие сплавы от National Electronic Alloys


Высокотемпературные, коррозионностойкие сплавы от National Electronic Alloys

Молибден, нержавеющая сталь 302, 304, 316, никель 600, 625, 718, 750, вольфрам, тантал и титан

Высокотемпературные, коррозионностойкие сплавы представляют собой смеси различных металлов, включая нержавеющую сталь, сталь, хром, никель, железо, медь, кобальт, молибден, вольфрам и титан, которые могут противостоять высокой температуре и коррозии более эффективно, чем стандартная углеродистая сталь.

Эти сплавы широко используются в химической промышленности, обеспечивая высокую устойчивость к равномерному воздействию, исключительную стойкость к локальной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением, а также простоту сварки и изготовления. Благодаря устранению необходимости в дорогостоящем капитальном ремонте, жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы обеспечивают ценные преимущества в стоимости жизненного цикла.

Молибден:  Молибден представляет собой тугоплавкий металлический элемент, который легко образует твердые, стабильные карбиды, улучшая прокаливаемость, прочность, ударную вязкость и стойкость к износу и коррозии.Молибден чаще всего используется в военной и оборонной промышленности, полупроводниковых и специализированных механических мастерских.

302, 304, 316 Нержавеющая сталь:  Сплавы из нержавеющей стали устойчивы к коррозии, сохраняют свою прочность при высоких температурах и просты в обслуживании. Чаще всего это хром, никель и молибден. Сплавы из нержавеющей стали используются в автомобильной, аэрокосмической и строительной отраслях.

Никели 600, 625, 718, 750: Никелевые сплавы представляют собой устойчивые к окислению и коррозии материалы, хорошо подходящие для экстремальных условий, демонстрирующие превосходную механическую прочность и сопротивление ползучести, а также высокие температуры и хорошую стабильность поверхности.Никелевые сплавы широко используются в авиационной и аэрокосмической промышленности, а также в пружинах и электрических компонентах.

Вольфрам:  Вольфрам обладает твердостью и высокой плотностью, что делает его идеальным для военных применений, ракетных сопел, лопаток турбин и износостойких деталей и покрытий. Вольфрам имеет самый низкий коэффициент теплового расширения, самую высокую температуру плавления, самое низкое давление паров и самую высокую прочность на растяжение среди всех металлов в чистом виде.

Тантал: Тантал используется для производства различных сплавов с высокой температурой плавления и хорошей пластичностью.Его химическая инертность делает тантал ценным заменителем платины. Танталовые сплавы часто используются для изготовления твердосплавных инструментов для металлообрабатывающего оборудования, компонентов реактивных двигателей, оборудования для химических процессов, ядерных реакторов и деталей ракет.

Титан: Титан имеет самое высокое отношение прочности к весу среди всех металлов. Его высокая коррозионная стойкость, сопротивление усталости, высокая трещиностойкость и способность выдерживать высокие температуры без ползучести делают титан идеальным для аэрокосмической, военной и морской промышленности, от военно-морских кораблей и ракет до шасси и гидравлических систем.

 


Какие металлы могут выдерживать экстремальные температуры

Металлы и сплавы, выдерживающие высокие температуры Титан. Титан — блестящий переходный металл серебристого цвета. Вольфрам. Нержавеющая сталь. Молибден. никель. Тантал.

Какой самый жаропрочный металл в мире?

Установлен новый рекорд для самого термостойкого материала в мире. Исследователи обнаружили, что материалы из карбида тантала и карбида гафния могут выдерживать палящие температуры почти 4000 градусов по Цельсию.

Какой металл жаростойкий?

Основными группами жаропрочных сплавов являются аустенитные сплавы с высоким содержанием хрома и никеля, также известные как жаропрочные нержавеющие стали, сплавы на основе никеля, сплавы на основе кобальта, хрома и никеля и молибден-титановые сплавы.

Какие материалы выдерживают нагрев?

Металлы и сплавы, выдерживающие высокие температуры Титан. Титан — блестящий переходный металл серебристого цвета. Вольфрам.Нержавеющая сталь. Молибден. никель. Тантал.

Может ли любой металл противостоять лаве?

любой материал с температурой плавления выше 2000 F выдержит воздействие лавы. При температуре лавы (то есть надземной, а не магмы, находящейся под землей) в пределах 1300–2200 градусов по Фаренгейту любой сплав или материал с температурой плавления выше этой выдержит контакт.

Какой материал выдерживает 500 градусов?

Термостойкий материал Макс. использовать темп. атмосфера / °C Керамика Стекло 500 800 1200 1200.

Есть ли костюм для защиты от лавы?

Группа вулканологов из Университета Миссури недавно превратила фотомоделей в модели, демонстрируя прототипы лавовых костюмов, разработанных как удобная и износостойкая полевая одежда для ученых, направляющихся на склоны Везувия и в подобные места.

Алюминий нагревается быстрее, чем сталь?

«1 кг алюминия требует в два раза больше энергии для нагревания, чем 1 кг стали. Однако алюминий имеет большую теплопроводность, чем сталь.Если горячую монету положить и на алюминиевую, и на стальную плиту одинаковой массы, какая монета остынет быстрее». 13 мая 2009 г.

Какая лента термостойкая?

Ленты из стекловолокна, базальтовые ленты и ленты из алюминиевой фольги обычно используются для высокотемпературной прокладки, герметизации, изоляции, теплоизоляции и герметизации вокруг печей, печей и горячих труб.

Какой материал самый термостойкий?

Группа исследователей из Великобритании определила карбид гафния (HfC) как самый термостойкий материал в мире.Он может выдерживать рекордные температуры плавления до 3958°C (около 4000°C).

Какой материал выдерживает 2000 градусов?

Ультравысокотемпературная керамика (UHTC), созданная в лаборатории передовых материалов Sandia, выдерживает температуру до 2000 градусов по Цельсию (около 3800 градусов по Фаренгейту). Рон Лоеман, старший научный сотрудник Sandia’s Ceramic Materials, сказал, что результаты первых семи месяцев проекта превзошли его ожидания.

Может ли нержавеющая сталь выдерживать высокие температуры?

Нержавеющая сталь

обладает хорошей прочностью и хорошей стойкостью к коррозии и окислению при повышенных температурах.Нержавеющая сталь используется при температурах до 1700°F для 304 и 316 и до 2000°F для высокотемпературной нержавеющей стали марки 309(S) и до 2100°F для 310(S).

Какая нержавеющая сталь лучше всего подходит для высоких температур?

Высокотемпературная прочность материалов обычно выражается с точки зрения их «сопротивления ползучести» — способности материала сопротивляться деформации при длительном воздействии высокой температуры. В этом отношении особенно хороши аустенитные нержавеющие стали.

Может ли любой материал противостоять солнцу?

Нет никаких известных материалов, которые могли бы существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии при таких экстремальных температурах. Протоны, нейтроны и электроны могут выдержать это тепло, поскольку они практически неразрушимы, однако они могут существовать только в виде плазмы.

Какой материал выдерживает 10000 градусов?

Во время испытаний Starlite смог выдержать атаку лазерным лучом, который мог создать температуру 10 000 градусов. Живые демонстрации также показали, как яйцо, покрытое Starlite, может оставаться сырым и достаточно холодным, чтобы его можно было взять голой рукой даже после пяти минут в пламени паяльной лампы.

Какой металл не плавится?

15 металлов с самой низкой точкой плавления: ртуть, франций, цезий, галлий, рубидий, калий, натрий, индий, литий, олово, полоний, висмут, таллий, кадмий и свинец.

Какие металлы лучше всего справляются с нагревом?

Медь обладает очень высокой теплопроводностью и намного дешевле и доступнее серебра, которое является лучшим металлом для проведения тепла.

При какой температуре нержавеющая сталь деформируется?

Как указано в техпаспорте AK Steel на нержавеющую сталь 304, сплав достигает точки плавления в диапазоне 2550–2650 °F (1399–1454 °C).Естественно, чем ближе сталь к температуре плавления, тем больше она теряет прочности на растяжение.

Какой материал выдерживает 3000 градусов?

В авиационных применениях для углерод-углеродных материалов как армирующие волокна, так и связующее изготавливаются из углерода, поэтому и возникло название углерод-углеродных композитов. Высокая температура плавления углерода отвечает за способность материала выдерживать температуры, близкие к 3000 градусов.

Какой материал выдерживает 1500 градусов?

Стабильны даже при высокой температуре: керамические волокна из кремния, бора, азота и углерода выдерживают температуру более 1500 градусов Цельсия.Можно было бы сэкономить много энергии, если бы турбины и двигатели внутреннего сгорания работали при более высоких температурах, чем в настоящее время.

Какой металл является самым плохим проводником тепла?

Свинец является плохим проводником тепла, потому что он легко вступает в реакцию с атмосферой с образованием оксида свинца, хотя мы знаем, что оксиды металлов также являются плохими проводниками тепла и электричества.

Могут ли алмазы противостоять лаве?

Проще говоря, алмаз не может плавиться в лаве, потому что температура плавления алмаза составляет около 4500 °C (при давлении 100 килобар), а температура лавы может достигать только 1200 °C.

Насколько горячей может быть нержавеющая сталь 316?

316/316L имеет хорошую стойкость к окислению при периодической эксплуатации до 1600°F и при непрерывной эксплуатации до 1700°F. Постоянное использование типа 316 в диапазоне температур от 850°F до 1550°F не рекомендуется из-за возможности осаждения карбида, но хорошо работает при колебаниях температуры выше и ниже этого диапазона.

Какой пластик выдерживает высокие температуры?

Высокотемпературные пластмассы доступны от Regal Plastics.Материалы, температура которых может превышать 300 F при постоянной рабочей температуре, обычно классифицируются как высокотемпературные. Эти материалы включают такие продукты, как Torlon™, PEEK™, Teflon™ и Rulon™.

Какая столешница самая термостойкая?

Гранит. Одним из самых жаростойких материалов для столешниц, доступных на сегодняшний день, является гранит. Этот природный камень требует чрезвычайно высоких температур и высокого давления для формирования. Вы можете ставить кастрюли прямо с плиты или духовки на гранитную столешницу, и вы не увидите никаких следов или пятен на поверхности.

Высокотемпературные сплавы, NITRONIC, INCONEL, HASTELLOY

Высокая термостойкость необходима во многих областях применения. Газовые турбины, топливные форсунки, приспособления для термообработки, муфели печей. Эти материалы должны выдерживать высокие температуры, экстремальный потенциал окисления и цикличность.

 

(UNS N06002) Ni 47,5, Cr 21,8, Fe 18,5, Mo 9,0
Превосходная жаропрочность и стойкость к окислению до 2200°F.Отличные характеристики формовки и сварки. Стойкость к окислительной, восстановительной и нейтральной средам. Устойчив к SCC в нефтехимической промышленности. Хорошая пластичность после продолжительных рабочих температур от 1200 до 1600°F в течение 16 000 часов.
Газотурбинные камеры сгорания и воздуховоды, оборудование для термообработки, распылительные стержни, пламегасители, печные валки, печные перегородки и компоненты мгновенных сушилок.

 

(UNS N06625) Ni 61.0, Cr 21,5 Mo 9,0, Nb+Ta 3,6
Высокая прочность и ударная вязкость от криогенных температур до 1800 градусов F (980 градусов C), хорошая стойкость к окислению, исключительная усталостная прочность и хорошая коррозионная стойкость.
Химическое оборудование и оборудование для борьбы с загрязнением, уплотнения золоотстойников, ядерные реакторы, судовое оборудование, воздуховоды, реверсивные узлы, топливные форсунки, форсажные камеры, распылители.

 

(UNS N07718) Ni 52.5, Cr 19,0 Fe 18,5 Mo 3,0 Nb+Ta 3,6
Отличная прочность от -423 градусов по Фаренгейту до 1300 градусов по Фаренгейту (от -253 градусов по Цельсию до 705 градусов по Цельсию). Упрочняется старением и может быть сварен в полностью состаренном состоянии. Превосходная стойкость к окислению до 1800 градусов по Фаренгейту (980 градусов по Цельсию).
Реактивные двигатели, корпуса и детали насосов, ракетные двигатели и реверсоры тяги, проставки ядерных тепловыделяющих элементов, оснастка для горячего прессования.

 

(UNS N06600) Ni 76.0, Cr 15,5, Fe 8,0
Высокое содержание никеля, высокое содержание хрома для устойчивости к окислительным и восстановительным средам; для сильно агрессивных сред при повышенных температурах. Хорошая стойкость к окислению до 2150°F. Хорошая формуемость.
Муфели печей, электронные компоненты, оборудование для химической и пищевой промышленности, оборудование для термообработки, трубы для атомных парогенераторов.

 

(UNS N06601) Ni 61 Cr 23 C 0.10 Mn 1,0 Al 1,4 Fe Bal S 0,015 Si 0,5
Никель, более высокое содержание хрома для лучшей устойчивости к окислению и восстановительные среды; для сильно агрессивных сред при повышенных температурах. Хорошая стойкость к окислению до 2200°F. Хорошая формуемость.
Измерительные зонды, муфели печей, электронные компоненты, оборудование для химической и пищевой промышленности, оборудование для термообработки, трубы для атомных парогенераторов.

 

(UNS N08810/N08811) Основание Fe, Ni 32, Cr 21, Mn 1.5, Ti-Al усилен.
800H/HT представляет собой сплав железа, никеля и хрома, имеющий тот же основной состав. как Alloy 800, но со значительно более высокой прочностью на разрыв при ползучести. Обладает отличной стойкостью к науглероживанию, окислению и азотированию. Сплав имеет двойную сертификацию и сочетает в себе свойства обеих форм.

 

(UNS R30605) Co 50,0, Cr 20,0, W 15,0, Ni 10,0, Fe 3,0 Mn 1.5
Отличная прочность для непрерывной работы до 1800°F. Стойкость к окислению и науглероживанию до 1900°F. Устойчив к истиранию, устойчив к морской среде, кислотам и биологическим жидкостям. Немагнитность, даже при сильном восстановлении на холоде, может достигать 50 Rc при восстановлении на холоде и старении. Устойчив к соляной и азотная кислота при определенных концентрациях и температурах, а также влажные среды с хлором при комнатной температуре.
Компоненты газотурбинного двигателя: камеры сгорания и форсажные камеры.Другие области применения также включают: обслуживание высокотемпературных шарикоподшипников, пружин и сердечных клапанов.

 

(Сплав 218) (UNS S21800) Fe 63, Cr 17, Mn 8, Ni 8,5, Si 4, N 0,13
Высокопрочный полностью аустенитный сплав, устойчивый к истиранию и износу. Значительно более низкие затраты на продление срока службы деталей и снижение затрат на техническое обслуживание. Предел текучести в два раза выше, чем у нержавеющих сталей 304 и 316 в отожженном состоянии. Прочность на растяжение может достигать более 200 тысяч фунтов на квадратный дюйм.Точечная коррозия хлорида превосходит тип 316, а стойкость к окислению выше. аналогичен типу 321 при повышенных температурах и обладает отличной криогенной ударной вязкостью.
Стержни клапанов, седла и отделка; системы крепления, экранирование, пальцы, втулки, роликовые подшипники, валы и кольца насосов. Обработка продуктов питания, медицинских, автомобильных, аэрокосмических и ядерных.

 

HASTELLOY, HAYNES и C-22 являются зарегистрированными торговыми марками Haynes International, Inc.
MONEL & INCONEL являются зарегистрированными торговыми марками группы компаний INCO.
NITRONIC является зарегистрированным торговым наименованием Armco, Inc.
. CARPENTER и 20Cb-3 являются зарегистрированными торговыми марками Carpenter Technology Corporation.
FERRALIUM — зарегистрированная торговая марка Langley Alloys, LTD.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.