Марки жароміцної сталі, види та особливості

Жаростійка сталь – затребуваний матеріал у сучасному світі. З неї виготовляються печі та димарі. Характеристики матеріалу розкривають усі його переваги та дозволяють судити про його унікальність.

Поняття жароміцності

Ця властивість металів визначає їх стійкість до корозії при дії високих температур. В агресивному середовищі жароміцна сталь не руйнується та не деформується.

Джерело mprokat.ru

Застосовується даний матеріал у виробництві деталей, що контактують з температурним режимом понад 550 градусів і схильні до вібраційних навантажень: турбіни, опалювальні котли, компресори та інше. Для того щоб підвищити показник жароміцності, металеві сплави додають певні речовини:

• хром;
• алюміній;
• нікель;
• кремнію.

Завдання таких добавок – створити захисний шар. Дані речовини при контакті з металом під час нагрівання утворюють на ньому тонку плівку, що знижує окиснення. Залежно від кількості речовин, що додаються, регулюватиметься рівень жароміцності.

Джерело metalloprokat-63.ru

При виробництві жароміцної сталі проходить певне тестування. Насамперед отриманий сплав нагрівають до конкретної температури, а потім на нього впливають розтягуванням. Після успішного тестування готова продукція допускається до реалізації.

Особливості жароміцної сталі

Переваги жароміцних виробів очевидні:

• При постійному та тривалому вплив високих температур експлуатаційні властивості металу залишаються незмінними.
• Підвищується стійкість до механічних впливів. В умовах агресивного середовища метал зберігає свою міцність.
• Незважаючи на вплив газового середовища та взаємодію з кислотами сталевий сплав зберігає початковий хімічний склад.
• Додають до металу речовини надають йому властивість корозійної стійкості.

Джерело metall-gipermarket.ru

За тривалістю впливу агресивного середовища жароміцну сталь можна розділити на типи тривалого та короткочасного нагріву. Для сталі тривалого нагрівання характерна витримка високих температур довгий час. Однак при цьому значення температурного режиму не досягає критичної позначки. У випадку зі сталлю короткочасного нагрівання її застосування потрібне там, де відбуваються різкі стрибки температури до кількох тисяч градусів.

Але все ж таки дані параметри не є визначальними для класифікації жароміцної сталі за типами. Основним чинником тут виступають додаткові домішки, що наділяють сплав особливими властивостями.

Види жароміцної сталі

Вирізняють кілька видів сталі залежно від її внутрішньої структури:

• мартенситна;
• перлітна;
• аустенітна;
• мартенситно-феритна.

Джерело gendocs.ru

Жаростійку сталь ділять ще на два типи:

• феритна;
• аустенітно-феритна.

Тут визначальним є ферит, що входить до складу.

Марки жароміцної сталі мартенситного типу

Найпопулярніші марки:

• X5. Призначений для труб, що використовуються при температурному режимі 650 градусів. На велику температуру ця марка не розрахована.
• 1Х8ВФ. Застосовується виготовлення деталей парових турбін. Витримує температуру 500 градусів. У цьому термін їх експлуатації дорівнює 10 000 годин.
• Декілька марок об'єднані в одну групу, оскільки мають схожі параметри: Х5М, Х5ВФ, 1 Х8ВФ, Х6СМ, 1 Х12Н2ВМФ. Призначаються для елементів, які виготовлені для експлуатації при температурному режимі від 500 до 600 градусів. Термін служби деталей варіюється від 1000 годин до 10000 годин.
• Ще дві марки об'єднані за загальними показниками: 3Х13Н7С2, 4Х9С2. З них виготовляються клапани транспортних двигунів. Чи здатні витримати температуру від 850 до 950 градусів.

Джерело 90zavod.ru

Мартенситні сталі мають у складі перліт. При підвищенні рівня хрому в металі він змінює свій стан. Марки сталі, що містять перліт та хром:

• H13N7S2.
• H6SM.
• H6S.
• H10S2M.
• H7SM.
• H9S2.

Принцип виробництва мартенситних сталей полягає у з'єднанні складових елементів та подальшого їх загартування при температурі 1000 градусів. Для підвищення рівня жароміцності відбувається відпустка металу при температурному режимі 8100 градусів. Саме ця процедура дозволяє витримувати тривале нагрівання.

Марки феритних сплавів

У таких сполуках міститься близько 30% хрому. Дрібнозерниста структура металу набувається шляхом відпалу. До таких сталей відносять:

• Х28.
• 1Х12СЮ.
• Х25Т.
• Х17.
• 0Х17Т.
• Х18СЮ.

Виробництво феритної сталі проходить етапи загартування, випалу, а згодом відпустки. Через дрібнозернисту структуру нагрівання сплаву може проводитися тільки при температурі 180 градусів. Збільшення температурного режиму призведе до порушення цілісності та зробить метал крихким. Використовуються такі сплави переважно для теплообмінних пристроїв.

Мартенсит і ферит

Сталь може бути мартенситно-феритною. Такий матеріал використовують у машинобудуванні. Відмінною особливістю є стійкість до температури 600 градусів. За такого впливу, навіть тривалому, експлуатаційні властивості стали змінюються.

Марки стали такого складу:

• 2X12VMBFR;
• X6SU;
• 1Х12В2МФ;
• 1X13;
• 1X12VNMF;
• 1 X11MF.

Характеристикою складу мартенситно-феритних сплавів є присутність хрому трохи більше 14% і щонайменше 10%. Як додаткові метали використовують вольфрам, ванадій і молібден.

Аустенітна та аустенітно-феритна сталь

Особливостями таких сплавів є присутність нікелю, що формує структуру матеріалу, а також хрому, що забезпечує жаростійкість. У деяких марках сталі цієї категорії спостерігається присутність титану та ніобію.

Аустенітна сталь є нержавіючою. Вона стійка до утворення окалини за впливом робочого середовища до 1000 градусів.

Джерело tehenergomash.ru

Жароміцні склади поділяються на дві категорії:

• гомогенні;
• дисперсійно-твердні.

Гомогенні сталі використовуються виготовлення арматури, труб з експлуатацією при підвищених навантаженнях. Вплив на конструкцію відбувається не тільки на температурному рівні, але і з високим тиском та ударними навантаженнями. До марок цього виду стали відносять:

• 1H14N16B.
• H25N20S2.
• 1H14N18V2B.
• H25N16G7AR.
• H18N12T.
• H23N18.
• H18N10T.

Дисперсійно-твердні склади застосовуються для виготовлення турбінного обладнання та моторних клапанів. Для них характерне тривале і регулярне нагрівання, а також часте охолодження. Перепади температурного режиму не позначаються на експлуатаційних характеристиках металу. Марки дисперсійно-твердіючої сталі:

• 0H14N28V3T3ЮР.
• H12N20T3R.
• 4H14N14V2M.
• 4H12N8G8MFB.

Аустенітна сталь відноситься до розряду дисперсійно-твердіючих складів. Для високих якісних показників додають до них карбід, а також інтерметалідний ущільнювач. Застосовується така жароміцна сталь для печі. Склад може витримувати температуру 700 градусів.

Аустенітні та аустенітно-феритні метали поділяються на три категорії:

• зі зниженим вмістом додаткових металів;
• сплави з підвищеним вмістом карбідів;
• сталь із присутністю інтерметалідного зміцнення.

Останній вигляд - найміцніший і жаростійкий. Це обумовлено компонентами, що входять до складу:

• титан;
• алюміній;
• молібден;
• бром;
• вольфрам.

Такі сплави гартуються при 1050 градусах або повітряним способом, або рідини.

Джерело ekipirovka.ru

Тугоплавкі метали

Тугоплавкі метали, що входять в сталевий сплав, надають додаткові властивості, підвищуючи жароміцність сталі. Такі метали можуть витримувати температуру від 1000 до 2000 градусів. Тугоплавка сталь схильна до деформацій. За високої температури її структура руйнується. Для того щоб зберегти міцність такої сталі до металу додають інші речовини. Найбільш поширені склади жароміцних сплавів на основі тугоплавких металів:

• вольфрам, як основний метал, і реній як легуюча речовина (30%);
• залізо як основа (48%), а додаткові речовини: ніобій – 15%; молібден – 5%; цирконій – 1%;
• ванадій (60%) та легуючий ніобій (40%);
• вольфрам і тантал у співвідношенні – 10%.

Існують сплави, які здатні витримувати величезні температури, навіть понад 3000 градусів:

• Вольфрам. Чи не реагує на агресивне середовище. Його поріг температури – 3410 градусів.
• Реній. Найбільш жароміцний метал, здатний витримати температуру 3180 градусів.
• тантал. Не менш жароміцний, ніж реній. Його максимальна міцність визначається температурою 3000 градусів.
• Молібден. Витримує нагрівання до 2600 градусів.
• Ніобій – 2415 градусів.
• Гафній. Використовується в сплавах, які згодом будуть застосовуватися при розжаренні 2000 градусів.
• Ванадій. На нього можна вплинути середовищем в 1900 градусів.
• Цирконій. Експлуатується за 1855 градусів максимально.

Джерело krepej-metiz.ru

Беручи до уваги описані властивості та характеристики жароміцної сталі, можна дійти невтішного висновку, що класифікація вибудовується залежно від наступних показників:

• допустимий температурний режим, у якому сплав не деформується;
• період нагрівання металу;
• стійкість до кислотного середовища та підвищеної вологості.

Нікелеві сплави

Жароміцні сталі можуть бути виготовлені з нікелю із вмістом його у співвідношенні 55%. Також можливе застосування нікелю із залізом (65%). Такий склад підвищує жароміцність і робить метал більш міцним. Як легуючий компонент виступає хром, який знаходиться у співвідношенні не більше 23%.

Найбільш популярні марки жароміцної сталі на основі нікелю:

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

Джерело u-metall.ru

Деякі види марок використовуються для конкретних виробів:

• ХН35ВМТ, ХН35ВТ – ротори як турбінне обладнання;
• ХН5ВМТЮ – деталі газових комунікацій;
• ХН35ВТЮ - складові деталі для компресорів, наприклад, диски;
• ХН5ВТР – деякі деталі конструкції турбіни.

Жароміцні марки сталевих сплавів способи працювати при підвищених температурах. Залежно від складу металу залежить їх експлуатаційні властивості. Легуючі компоненти надають міцності металу, межа якої залежить від типу додаткової речовини. У сукупності всі показники впливають на сферу застосування виробів із жароміцної сталі. Деякі марки використовуються тільки в промислових цілях, інші підходять для побутового застосування.

Вибір марки сталі для печей чи лазні

Жароміцні сталі для використання в домашніх умовах значно відрізняються від промислових варіантів. Для печі, наприклад, слід підбирати метали, здатні розігріватися до 500 градусів. Причому можливе застосування різних варіантів сплавів залежно від елемента конструкції, що використовується. Марки стали, у тому числі жароміцної, для окремих деталей печі:

• 08Х17Т, AISI430 - підійдуть для відділення топки. Якщо виникнуть проблеми з придбанням цих марок, їх зможе замінити сталь Ст-10.
• 08ПС, 08Ю – використовуються для теплових щитів.
• Ст-3 - підходить для пічного корпусу.
• Більшість марок жароміцної сталі можуть застосовуватись для пічного заслону. У деяких випадках може використовуватись чавун.

Для будівництва банної печі використовується сталь, у якій міститься хром не менше 12%. Важливо враховувати товщину сталевого листа. Для такої конструкції він має бути 5 мм. Жаростійка сталь застосовується для обладнання, що опалює велику площу.

Висновок

Різновидів жароміцної стали безліч. Кожен вид має свої особливості. Практично всі легуючі компоненти, крім міцності, надають металу антикорозійних властивостей. Це значно продовжує термін експлуатації виробів. Однак процес створення такої сталі трудомісткий. Відповідно і розцінки на матеріал будуть значно вищими. У багатьох випадках вартість жароміцних виробів виправдана. Адже додаткові компоненти можуть надавати сплавам інші характеристики, наприклад електропровідність. У цьому випадку склад жароміцної сталі забезпечує максимальну безпеку та надійність.