Жароміцний прокат

Окаліностійкість, інакше звана жаростійкістю, є здатністю тих чи інших сплавів або металів протистояти протягом тривалого часу при підвищених температурах газової корозії. А під жароміцністю розуміють здатність металевих матеріалів не піддаватися руйнуванню та пластичній деформації при високих температурних режимах роботи.

Ненавантажені конструкції, що застосовуються при температурах у районі +550 °С у газовій окисній атмосфері, зазвичай виготовляються із жаростійких металів. До зазначених виробів часто належать елементи нагрівальних печей. Сплави на основі заліза при температурах вище зазначених 550 градусів схильні до активного окислення, в результаті якого на їхній поверхні формується оксид феруму. Ця сполука характеризується елементарними кристалічними гратами з нестачею атомів кисню, що призводить до появи окалини крихкого типу.

Збільшити жаростійкість сталі вдається тоді, коли до неї вводять такі елементи, як кремній, хром, алюміній.

Вони здатні створювати з киснем зовсім інші грати – з дуже щільною та надійною будовою. Рівень легованості композиції (кількість необхідних добавок) підбирають з урахуванням температури, за якої планується застосовувати виріб, виготовлені з нього.

Максимальна жаростійкість притаманна матеріалам з урахуванням нікелю (сильхромам). До таких, зокрема, відносять такі марки:

Взагалі, жаростійкість сталей буде тим вищою, чим більше в них є хром. Деякі марки сталевих композицій здатні без погіршення своїх початкових властивостей працювати навіть за температур в районі 1150 °С.

Марки таких сталей ідеальні для виробництва виробів, що функціонують в умовах, коли є явище повзучості і, природно, підвищені температури. Повзучістю називають схильність металу до повільної деформації (пластичної) за незмінної температури під впливом постійного навантаження.

Жароміцність сплавів залежить від виду наявної повзучості, яка може бути:

Остання встановлюється під час спеціально проведених аналізів на розтяг виробів. Обстеження здійснюються протягом нетривалого часу при заздалегідь заданій температурі нагрівальної печі.

А тривала повзучість визначається, як ви самі розумієте, протягом більшого часу на сталь. І в даному випадку головне значення має величина межі повзучості - найбільша напруга, що викликає руйнування випробуваного виробу за конкретного часу впливу та температури.

За станом своєї структури такі сплави бувають:

А жаростійкі сплави додатково поділяються ще на:

Відомі такі марки мартенситних сталей:

Мартенситні сплави виходять з перлітних при підвищенні в останніх кількості хрому. Безпосередньо до перлітних відносять такі жаростійкі та жароміцні сталі: Х13Н7С2, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М, Х6СМ, Х6С (тобто всі види хромомолібденових та хромокремністих складів). Їх загартовують при температурах 950-1100 градусів, а потім (при 8100 градусах) виконують відпустку сталі, що дозволяє отримати тверді матеріали (за шкалою HRC – не менше 25 одиниць) із структурою сорбіту.

Жаростійкі феритні сталі мають дрібнозернисту структуру після їх відпалу та термообробки. У таких композиціях є від 25 до 33 відсотків хрому. Використовуються вони для піролізного обладнання та теплообмінників. До феритних сталей відносять далі зазначені марки: Х28, Х18СЮ, Х17, Х25Т, 0Х17Т, 1Х12СЮ. Зазначимо, що їх не можна нагрівати більше 850 градусів, тому що в цьому випадку вироби стануть крихкими за рахунок великозернистої структури.

Мартенситно-феритні сплави добре зарекомендували себе при виробництві машинобудівних деталей, які планується використовувати за 600° протягом суттєвого часу. Такі жароміцні сталі (1Х13, 1Х12В2МФ, 1Х12ВНМФ, Х6СЮ, 2Х12ВМБФР, 1Х11МФ) легуються молібденом, вольфрамом, ванадієм, а хрому в них, як правило, міститься від 10 до 14%.

Найбільшою затребуваністю користуються аустенітні сталі, структура яких забезпечується наявністю нікелю, а жаростійкість - наявністю хрому. У подібних композиціях іноді зустрічаються незначні включення ніобію та титану, вуглецю в них дуже мало. Аустенітні марки при температурах до 1000° успішно протистоять процесу появи окалини і при цьому належать до групи антикорозійних сталей.

Зараз найчастіше підприємства використовують матеріали, що відносяться до дисперсійно-твердіючої категорії. Їх поділяють на два види в залежності від варіанта використовуваного зміцнювача - інтерметалевого або карбідного. Саме процедура зміцнення надає аустенітним сталям особливі властивості, що так затребувані промисловістю. Відомі сплави цієї групи:

Аустенітно-феритні сплави мають дуже високу жароміцність, яка набагато більша за звичайні високохромисті матеріали. Досягається це завдяки унікальної стабільності їх будови. Такі марки стали не можна застосовувати для виробництва навантажених компонентів через їхню підвищену крихкість. Зате вони чудово підходять для виготовлення виробів, що функціонують при температурах, близьких до 1150 °С: