Жаростойкие стали (ГОСТ 5632-72)

Применение легированных сталей, жаропрочные, жаростойкие, тугоплавкие, огнеупорные, нержавеющие. Область применения, особенности и отличия в технологии производства.

Свойства жаростойких и жаропрочных сплавов

Для повышения жаростойкости используются легирующие добавки, которые также улучшают прочность металлов. Благодаря легированию на поверхности сплавов образуется защитная пленка, снижающая скорость окисления изделий. Основные легирующие элементы: никель, хром, алюминий, кремний. В процессе нагрева образуются защитные оксидные пленки (Cr,Fe)2O3, (Al,Fe)2О. При содержании 5–8 % хрома жаростойкость стали увеличивается до 700–750 градусов по Цельсию, 17 % хрома – до 1000 градусов, при 25 % хрома – до 1100 градусов.

Жаропрочные марки металлов – сплавы на основе железа, никеля, титана, кобальта, упрочненные выделениями избыточных фаз (карбидов, карбонитридов и др.). Жаропрочностью обладают хромоникелевые и хромоникелевомарганцевые стали. Под воздействием высоких температур они не склонны к ползучести (медленная деформация при наличии постоянных нагрузок). Температура плавления жаропрочной стали составляет 1400-1500 °С.

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

Описание жаропрочных металловЖаропрочные 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.

Особенности производства жаропрочного металлаДля 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.

Количественные характеристики

Количественными характеристиками жаростойкости являются:

  • увеличение массы испытуемого образца за счёт поглощения металлом кислорода;
  • уменьшение массы после удаления окалины с поверхности образца,

отнесённые к единице поверхности и ко времени проведения испытания. Одновременно учитывается состояние поверхности образца (изделия), которое при одинаковых количественных характеристиках может быть качественно разным.

Варианты производства жаропрочных материалов

Изготавливается жаропрочная сталь, проходя предварительную термическую обработку. Применяются процедуры легирования такими элементами, как Cr, добавления Mo, Ni, Ti и иных легирующих компонентов.

Хром – Cr -увеличивает жаростойкость, повышает коррозионную стойкость.

Никель – Ni – повышает свариваемость.

Молибден – Mo – увеличивает термические показатели рекристаллизации.

Титан – Ti – повышает прочность, она удерживается в течение большого временного периода, и эластичность.

Классификация материалов жаропрочных и жаростойких

Среди всех железосодержащих материалов, ориентированных в эксплуатации на повышенный температурный режим, выделяются 3 основных класса:


Вид материала

Уровень нагруженности

Термические условия
Теплоустойчивые Состояние в условиях нагрузки До 600 градусов Цельсия долгое время
Жаропрочные Состояние нагруженное Высокие показатели температуры
Жаростойкие
(окалиностойкие)
Ненагруженное, слабонагруженное состояние Температура более 550 гр. Цельсия

Сплавы различаются по технологическим характеристикам, и это предопределяет взаимодействие с различными вариантами производства. По этому критерию они бывают

  • Литейными. Идут на изготовление фасонных отливок.
  • Деформируемыми. Получаются в виде слитков, затем обрабатываются с помощью ковки, прокатываются, штампуются, используется волочение и другие способы.

Процесс покупки

  • Согласование заказа1. Заказ

    Отправьте заявку, либо продиктуйте нужные позиции менеджеру по телефону.

    На крупные заказы предоставляем скидки от прайсовой цены.

    Работаем более чем с 13 заводами, можем найти и поставить редкие позиции «под заказ».

  • Оплата2. Оплата

    Менеджер заполнит договор и проконсультирует по всем вопросам.

    Пришлите платежное поручение с отметкой банка для более оперативной отгрузки.

  • Доставка или самовывоз3. Доставка и самовывоз

    Согласуйте с менеджером дату и время доставки, пришлите схему проезда и контакты принимающего лица.

    В случае самовывоза — отправьте вашему менеджеру данные на автотранспорт.

  • Приёмка и разгрузка4. Приёмка и разгрузка

    Разгрузка производится силами покупателя, однако, в случае отсутствия специальной техники поможем реализовать разгрузку металла.

    Пожалуйста, обеспечьте беспрепятственный заезд автотранспорта на место разгрузки.

    Возьмите у водителя-экспедитора отгрузочные документы: товарная накладная, счет-фактура, акт выполненных работ, сертификаты качества на металл.

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.

См. также

  • Жаропрочность
modif.png Эта страница в последний раз была отредактирована 29 марта 2021 в 06:26.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Тугоплавкие металлы

Это металлы, отличающиеся экстремально высокими температурными показателями плавления. Их характеризует также повышенная износостойкость. Использование их для легирования сталей и сплавов, увеличивает те же показатели материалов, к которым их добавляют.

Температуры плавления следующие:

Вольфрам W 3410 градусов
Тантал Ta 3000 градусов
Ниобий Nb 2415 градусов
Ванадий V 1900 градусов
Цирконий Zr 1855 градусов
Рений Re 3180 градусов
Молибден Mo 2600 градусов
Гафний Hf 2222 градусов

Тугоплавкие стали

Сплавы, в основе которых есть огнеупорный металл, используют для выработки изделий, работающих при 1100–2000.

Тугоплавкие металлы, имеющиеся в хим. составе сплавов, обуславливаются некоторыми специфическими температурами плавления.

Нужно учитывать, что стали тугоплавкой группы быстро переходят в ломкое состояние под воздействием больших температур, и при сильном нагревании они распаяются. Для повышения их жаропрочности, в смесь добавляются специальные присадки, а для повышения жаростойкости, производят легирование титаном, молибденом, танталом и др.

Отзывы

Специалисты ООО «Альфа-Сталь» добросовестно, в полном объеме и в необходимый срок выполнили государственные контракты №0348100015215000128, 1507701819015000126, 1507701819015000121 на общую сумму 2 319 728,89 руб. на условиях отсрочки платежа.

Ваше предприятие зарекомендовало себя как надежный поставщик цветного металлопроката. Специалисты ООО «Альфа-Сталь» добросовестно, в полном объеме и в установленные сроки выполнили договорные обязательства на условиях отсрочки платежа.

ООО «АВИАРЕШЕНИЯ» благодарит компанию ООО «Альфа-Сталь» (ИНН 7707225971) за поставку редких алюминиевых профилей нашей организации.

Алюминиевый прокат используется нашей организацией для изделий высокой степени ответственности в авиационной промышленности.

Хотим поблагодарить компанию ООО «ПКФ «Альфа-Сталь» и лично менеджера Щигорева Евгения за своевременную поставку металлопроката на наш объект ЖК «Жизнь на Плющихе» по адресу: г. Москва, ул. Погодинская вл. 2/3.

Смело можем рекомендовать данную компанию как отличного универсального поставщика металлопроката.

Выражаем благодарость компании ООО “ПКФ” “Альфа-Сталь” за оперативную поставку черного и оцинкованного металлопроката. Мы занимаемся жилым строительством и нам необходима высокая скорость в поставках металла.

Оперативнее, чем компания ООО “ПКФ” “Альфа-Сталь” металлопрокат нам никто не привозил. Работаем с данной компанией уже более 3-х лет. Отдельную благодарность выражаем менеджеру Артему за высокий профессионализм и клиент-ориентированный подход.

Благодарим копанию ООО “ПКФ” “Альфа-Сталь” за быструю поставку штрипса холоднокатанного. Часто металл приходит уже на следующий день после оплаты. Мы занимаемся производством металлической мебели, нам требуется металл высокого качества: не ржавый, не гнутый, с корректным химическим составом. Металлопрокат от ООО “ПКФ” “Альфа-Сталь” приходит всегда высокого качества и всегда проходит входной контроль.

Благодарим компанию ООО “ПКФ” “Альфа-Сталь” за быструю поставку нержавеющего и черного металлопроката. Часто металл приходит уже на следующий день после оплаты. Мы занимаемся производством различным металлоконструкций, нам требуется металл высокого качества: не ржавый, не гнутый, с корректным химическим составом. Металлопрокат от ООО “ПКФ” “Альфа-Сталь” приходит всегда высокого качества и всегда проходит входной контроль.

Благодарим за сотрудничество.

Благодарим компанию ООО ООО “ПКФ” “Альфа-Сталь” за быстрые поставки металла для нашего производства. Все поставки выполняются в срок. Наша компания производит холодильное и вентиляционное оборудования по европейским стандартам, т.е. металл мы заказываем у проверенного поставщика, ООО “ПКФ” “Альфа-Сталь”, не подвели ни разу.

Ещё
отзыв

Достоинства и недостатки

Кузнечно-прессовая поковкаСвойства 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.

Применение

Стальные материалы жаропрочного класса широко применимы в различных областях экономики.

Это сферы энергетики, нефтехимии, химическом производстве, авиастроении и автомобилестроении, других направлениях машиностроительной отрасли.

Для технических целей все материалы делят на несколько видов:

  1. Сплав жаропрочный.
  2. Сталь жаропрочная низколегированная.
  3. Сталь жаропрочная высоколегированная. Рабочие температуры
  4. Сплавы жаропрочные релаксационностойкие с наиболее малой ползучестью и хорошими показателями упругости.

В нормативных документах ГОСТ, указывается примерное целевое назначение жаропрочных материалов в разных видах производственных процессов:

  • Роторных конструкций и валов.
  • Болтов и гаек.
  • Фланцев и поковок общего и специального назначения.
  • Высоконагруженные детали, штуцера.
  • Прутков и шпилек.
  • Крепежа и крепежных элементов.
  • Листовых деталей и сортовых заготовок.
  • Труб разного профиля и предназначения в условиях высокого давления и высоких температур.
  • Детали выхлопных систем.
  • Теплообменное оборудование.
  • Дисковых компонентов высокотемпературных установок, компрессоров.
  • Корпусов камер сгорания и дефлекторов.
  • Арматурные конструкции.

Используемая литература и источники:

  • Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд./ В. Г. Сорокин и др. Науч. С77. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев — М.: «Интермет Инжиниринг», 2001.
  • Gusev A. I., Rempel A. A. Nanocrystalline Materials. — Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004.
  • Скороходов В. Н., Одесский П. Д., Рудченко А. В. «Строительная сталь»

Специальные стали: виды, примеси для легирования

Для придания сталям особых качеств используют специальные примеси, которые называют легирующими элементами. Они вводятся в состав сплава в процессе выплавки при создании определенных условий. В качестве подобных веществ используют никель, хром, титан, кобальт, молибден, алюминий и другие. В результате получают хромникелевые, марганцевые, кобальтовые, титановые стали и им подобные. Для углеродных сталей применяют в основном марганец и кремний, так как именно эти компоненты в нужных пропорциях придают нужные свойства подобным сплавам.

СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ (Третьяков А. Ф.)

39.1. Классификация пористых материалов Пористые материалы (ПМ) на металлической основе применяются в каче­стве фильтроэлемеитов, смесителей, газовых линз, глушителей шума и др ПМ классифицируются по назначению, химическому составу и типу струк­турообразующих …

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ (Чернышова Т. А.)

38.1. Классификация Композиционные материалы — это материалы, армированные наполнителями, определенным образом расположенными в матрице Наполнителями чаще всего являются вещества с высокой энергией межатомных связей, высо­копрочные и высокомодульиые, однако в сочетании …

Сварка перлитной стали

Стоит отметить, что при сварке сталей перлитного класса наиболее выгодным будет использовать элементы, которые применяются при сварке стали с низким коэффициентом легирования. Если для этого используется ручная электрическая дуговая сварка, то лучше всего применять такие электроды, которые имеют фтористо-кальциевое покрытие. В таком случае будет обеспечена высокая устойчивость металла шва против таких дефектов, как кристаллизация, к примеру. Кроме того, прочность сварного шва также будет достаточно удовлетворительной.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *