Жаропрочная сталь

Жаропрочность – это способность металлов и сплавов противостоять механическим нагрузкам при высоких температурах, длительно сопротивляясь деформированию и разрушению. Требования к таким материалам прописаны в ГОСТ 5632-2014. Жаропрочность является главной характеристикой, определяющей работоспособность стали. Жаропрочная сталь – это сталь, которая используется в условиях высоких температур в течении длительного (определенного) времени в условиях сложнонапряженного состояния. Главные характеристики жаропрочности – это ползучесть и длительная прочность. Длительная прочность – характеризует сопротивление стали разрушению при долгом температурном воздействии. Ползучесть – свойство металла, нагруженного при высокой температуре, медленно и непрерывно пластически деформироваться под воздействием постоянной нагрузки. Жаропрочная сталь изготавливается, проходя предварительную термическую обработку. Жаропрочные свойства стали в первую очередь определяются температурой плавления основного компонента сплава, а также его легированием и режимами предшествующей термообработки. Применяются процедуры легирования такими элементами как Cr, Mo, Ni, Ti и другими легирующими компонентами.

Хром – увеличивает жаростойкость, жаропрочность, повышает коррозионную стойкость.
Молибден – увеличивает термические показатели рекристаллизации.
Никель – повышает свариваемость.
Титан – повышает прочность и эластичность.

По тому, сколько жаропрочная сталь может выдерживать воздействие рабочей среды выделяют две категории:

• Стали жаропрочные длительного нагрева. Подобный материал может выдерживать длительное воздействие, но при этом температура зачастую не достигает критических значений;
• Стали жаропрочные кратковременного нагрева применяются в случае стремительного скачка температуры, значение которой может составлять несколько тысяч градусов Цельсия.

По состоянию внутренней структуры жаропрочные окалиностойкие стали подразделяются на несколько категорий:

• Ферритные – это малоуглеродистые сплавы, содержащие более 20% хрома и менее 0,15% углерода. Они имеют объемную кристаллическую структуру. Прочные, пластичные. Сталь данного вида обладает магнитными свойствами.
• Аустенитные – это коррозионностойкие сплавы, имеющие в составе 18% хрома и от 8 до 9% никеля. Они сохраняют пластичность в холодном и горячем состоянии, хорошо поддаются сварке, обладают высокой прочностью. Существуют нестабилизированные и стабилизированные марки.
• Мартенситные – это стали содержащие 17% хрома и 0,05% углерода. Пластичны, обладают упругостью, не вступают в реакцию с агрессивными средами, не подвержены воздействию высоких температур, износостойкие.
• Перлитные – это стали относящиеся к категории низколегированных термостойких сплавов. В первую очередь они нацелены на сохранение структуры и свойств самого металла, а уже потом на его жаропрочные свойства.
• Комбинированные – это аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали. Разработка и производство таких сплавов обычно проводится под требования заказчика.

Жаропрочные стали применяют в производстве и эксплуатации оборудования и деталей, которые должны выдерживать работу под значительной разноплановой нагрузкой при больших и сверхбольших температурах без деформации и потери физических свойств.

Жаропрочных сталей на сегодняшний день существуют десятки видов, и каждый имеет свои характеристики. Путем сплавов разных элементов можно добиться нужных показателей жаропрочности.