Жаропрочные и жаростойкие стали

Способность металлов выдерживать высокие температуры без изменения физико-химических характеристик и разрушения внутренней структуры известна давно. Но и среди металлов и сплавов есть свои рекордсмены, способные сохранять целостность и свои свойства в тех условиях, когда другие уже плавятся. Такие металлы получили название жаропрочных. 

Кроме высокой температурной стойкости, они отличаются сопротивлением агрессивным средам, прочностью и другими ценными в технике и строительстве характеристиками. Наиболее яркие представители жаропрочных металлов — термостойкие стали.

Основные характеристики — жаропрочность и жаростойкость

Эти термины обозначают различные свойства сталей и других металлов, касающихся физического состояния.

  • Жаростойкость — способность оказывать сопротивление газовой коррозии поверхности при высоких температурах. Синоним — окалиностойкость. Под воздействием высоких температур металлы не разрушаются и не деформируются даже при длительном воздействии высокой температуры в газовой среде.
  • Жаропрочность — способность сохранять твердость при высоких температурах без возникновения такого явления, как ползучесть. Этот термин обозначает свойство металлов медленно деформироваться при постоянно действующих высоких температурах и стабильных нагрузках.

Жаростойкие металлы используются в строительстве, металлургии и технике в конструкциях, находящихся под постоянным воздействием окислительных газов в диапазонах температур с верхним показателем в 550 0С. В основном это различные элементы нагревательных печей и котлов.

При переходе этого температурного порога, железосодержащие сплавы вступают в фазу активного окисления, и на их поверхности появляется пленка оксида железа. Она обладает очень рыхлой структурой и по своей физической сути является хрупкой окалиной с недостаточным количеством атомов кислорода.

Повысить уровень сопротивления высокой температуре в плане снижения интенсивности окисления помогают введенные в сплав атомы алюминия, кремния и хрома. Они образуют с железом прочные кристаллические соединения и снижают его способность к контактам с кислородом при повышенной температуре.

От количества и состава легирующих добавок зависят жаростойкие свойства и способность сопротивления коррозии. Лучшей добавкой является хром, он есть в составе всех марок  группы сильхромовых сталей, к которым относятся широко распространенные марки — 08Х17Т, 15Х6СЮ, 15Х25Т, 36Х18Н25С2, 20Х12ВНМФ и другие.

Кроме хрома эти стали содержат углерод, кремний, марганец, вольфрам, молибден и другие металлы в количестве от десятых долей до нескольких процентов. Даже такое незначительное количество легирующих добавок позволяет достаточно радикально изменить свойства сплавов и увеличить их жаростойкость до заданного уровня.

Увеличение доли хрома наиболее активно влияет на жаростойкость. При определенном проценте этого элемента в составе стали, стойкость к высоким температурам можно повысить до 1000 и более градусов.

Жаропрочные стали получаются также при введении специальных добавок. Они испытываются на стендах при постоянных длительных нагрузках, определяющих критические напряжения. Такие испытания возможны только в специализированных лабораториях.

Виды термостойких сталей

Жаропрочные и жаростойкие стали подразделяются на несколько видов:

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

Они классифицируются по внутренней структуре, которая зависит от наличия определенных элементов в химическом составе.

Введение в состав металла тугоплавких элементов, например, тантала, ванадия или гафния, позволяет получить стали с жаростойкостью до 20000С. Они относятся к группе тугоплавких и используются в сложных системах, работающих в особых условиях термического воздействия.

Партнеры

Быстрый расчёт!

Пришлите нам заявку, и мы ответим Вам в течение 48 часов!

Оставить заявку

Пожалуйста, заполните эту форму и мы свяжемся с Вами, чтобы ответить на все вопросы. Или позвоните нам по телефону: +7 (812) 407-36-35

Максимальный размер файла: 30 МБ.
Допустимые типы файлов: gif jpg jpeg png rtf pdf doc docx odt ppt pptx odp xls xlsx ods xml rar zip.