Жаропрочная нержавеющая сталь характеристики. Жаропрочные стали

Различные марки жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов признаются лучшим материалом для изготовления конструкций, функционирующих в особо сложных и агрессивных средах.

1

Окалиностойкость, иначе называемая жаростойкостью, представляет собой способность тех или иных сплавов либо металлов противостоять на протяжении длительного времени при повышенных температурах . А под жаропрочностью понимают способность металлических материалов не поддаваться разрушению и пластической деформации при высоких температурных режимах работы.

Целью является повышение твердости и износостойкости поверхностного слоя с улучшенной ударной вязкостью для динамических нагрузок. Это стали с высокой термостойкостью. При таких температурах такие стали имеют процессы, связанные с получением вторичной твердости. Если термостойкую, не тектоническую или хромированную сталь закалить более высокой температурой, чтобы поддерживать высокую твердость, реакцию следует проводить при более низкой температуре. Если он отмерен высокой температурой, реакция должна проводиться при высокой температуре и предназначена для получения вторичной твердости и высокой термостойкости.

Ненагруженные конструкции, которые применяются при температурах в районе +550 °С в газовой окислительной атмосфере, обычно изготавливаются из жаростойких металлов. К указанным изделиям часто относят элементы нагревательных печей. Сплавы на базе железа при температурах выше указанных 550 градусов склонны к активному окислению, в результате коего на их поверхности формируется оксид феррума. Это соединение характеризуется элементарной кристаллической решеткой с недостатком атомов кислорода, что приводит к появлению окалины хрупкого типа.

Стальное отопление - это тип термической обработки, который может достичь следующих целей: - улучшение обрабатываемости стальных деталей с помощью режущего инструмента; - повышение пластичности стали с учетом последующей пластической деформации в холодном состоянии; - улучшение структуры деталей из литой стали, снижение внутренних напряжений, выброс зерна и подготовка к дальнейшей термообработке.

Нагревание представляет собой термическую обработку, которая включает нагрев до температуры выше критических точек фазового превращения, сохранения при этой температуре и последующего медленного охлаждения. Применяется только к субтектоидным сталям, тем самым устраняя неравновесные структуры, полученные из предыдущих обработок. При этом нагревании перлит становится аустенитом, а феррит растворяется в аустените.

Увеличить жаростойкость стали удается тогда, когда в нее вводят такие элементы, как кремний, хром, алюминий.

Они способны создавать с кислородом совершенно другие решетки – с очень плотным и надежным строением. Уровень легированности композиции (количество требуемых добавок) подбирают с учетом температуры, при которой планируется применять изделие, изготовленные из него.

Это практически делается, позволяя деталям охлаждаться вместе с печью, когда печь открыта или закрыта. Для ультрафиолетовых сталей в этой фазе нагрева кристаллизация претерпевает только перлит в аустените и частичное растворение феррита в аустените. Для ультрафиолетовых сталей в этом процессе нагревания перлит переходит в аустенит и частичное растворение цемента в аустените.

Охлаждение происходит медленно, на медленной скорости, что снижает внутреннее напряжение и жесткость. Неполный отжиг и в основном используется для эвтектоидных и недетективных сталей для сферонизации цемента. Это производит зернистый перлит. Этот отжиг возникает, когда стали нагревают и охлаждают двумя способами.

Максимальная жаростойкость присуща материалам на базе никеля (сильхромам). К таковым, в частности, относят следующие марки стали:

36Х18Н25С2;
15Х25Т;
08Х17Т;
15Х6СЮ.

Вообще, жаростойкость сталей будет тем выше, чем больше в них имеется хрома. Некоторые марки стальных композиций способны без ухудшения своих начальных свойств работать даже при температурах в районе 1150 °С.

Элемент нагревается и охлаждается несколько раз; этот отжиг приводит к разрыву и округлению цены. Термическая обработка для получения однородной структуры в сечениях заготовки, будь то тонкие или массивные. Образование структуры происходит в заранее выбранных условиях. Изменение степени переохлаждения приводит к образованию грубого или более тонкого перлита, что приводит к предварительно выбранным свойствам - твердости, обрабатываемости, прочности и т.д.

Отжиг, когда стали нагревают в аустенитной области, удерживаемой при этой температуре, для гомогенизации аустенита и затем охлаждения в неподвижном воздухе, в результате чего аустенит разлагается на ферритомерную смесь - перлит. Нормализация широко используется на практике. Это устраняет ряд структурных недостатков. Нормализация может быть как предварительной, так и окончательной термообработкой.

2

Марки таких сталей идеальны для производства изделий, функционирующих в условиях, когда присутствует явление ползучести и, естественно, повышенные температуры. Ползучестью называют склонность металла к медленной деформации (пластической) при неизменной температуре под влиянием постоянной нагрузки.

Применяется для устранения неоднородности кристаллов, для зональной и дендритной ликвидации углеродных и легирующих элементов в сталях. При этой температуре достигается гомогенизация аустенита, но достигается увеличение аустенитного зерна. Источник: Отдел технических наук.

Стальные листы, листы и плиты из низкоуглеродистой стали изготавливаются методом горячей прокатки. Мы доставляем их толщиной от 1, 5 до 12, 5 мм. Толщина 3, 0 мм распределена в продольном направлении или до толщины 4, 0 мм и поперечно во многих измерениях.

Применение: Листы подходят для структурных целей, профилей гибки, компонентов теплоэнергетического оборудования, листы хорошо сформированы. Механические свойства при температуре окружающей среды для плоских и длинных стальных изделий и сортов качества, для которых определяется ударная работа.

Жаропрочность сплавов зависит от вида имеющейся ползучести, которая может быть:

длительной;
кратковременной.

Последняя устанавливается в ходе специально проводимых анализов на растяжение изделий. Обследования осуществляются в течение непродолжительного времени при заранее заданной температуре в нагревательной печи.

Механические свойства термомеханических прокатных сталей

Микропластинчатая конструкционная сталь с тонкой текстурой и с более высоким пределом текучести, предназначенная для холодного формования. Они изготавливаются методом горячей прокатки и поставляются с толщиной от 1, 5 до 12, 5 мм.

Листы и полосы из холоднокатаной стали

Листы и полосы из низкоуглеродистой стали получают путем холодной прокатки. Мы доставляем их толщиной от 0, 4 до 3, 0 мм.

Микролегированная сталь - с более высоким пределом текучести при холодном формовании

Применение: они подходят для холодного формования и для продуктов, где поверхность подвергается дальнейшей обработке. Высокопрочные стальные листы и ленты изготавливаются методом холодной прокатки толщиной от 0, 4 до 3, 0 мм. Толщина 3, 0 мм растягивается продольно и поперечно во многих размерах.

А длительная ползучесть определяется, как вы сами понимаете, на протяжении большего времени воздействия на сталь. И в данном случае главное значение имеет величина предела ползучести – наибольшее напряжение, вызывающее разрушение испытуемого изделия при конкретном времени воздействия и температуре.

Стальные листы и полосы, холоднокатаные, электролитически оцинкованные

Применение: Динамически нагруженные части транспортных средств характеризуются повышенным холодообразованием. Он производится путем холодной прокатки при температуре окружающей среды, а затем к ванне наносят слой цинка. Мы доставляем их в листовом металле толщиной от 0, 6 до 3, 0 мм, когда он растягивается продольно или поперечно во многих размерах.

Применение: Универсальный материал, в основном используемый для его коррозионной стойкости к производству деталей машин, промышленного оборудования, кузовов, кровли, домашних хозяйств для производства холодильных стиральных машин и других приборов. Легко плести и крепко. Из-за очень тонкого слоя цинка детали из этого листа дополнительно обрабатываются поверхностью путем окраски. Электролитически оцинкованная сталь обеспечивает высокую химическую прозрачность слоя покрытия и равномерно контролируемую толщину покрытия.

3

По состоянию своей структуры такие сплавы бывают:

мартенситно-ферритными;
перлитными;
аустенитными;
мартенситными.

А жаростойкие сплавы дополнительно подразделяются еще на:

аустенитно-ферритные или мартенситные;
ферритные.

Холоднокатаные стальные листы и холоднокатаные полосы с органическими покрытиями

Стальные листы с органическими покрытиями подходят для использования в тех случаях, когда коррозионная стойкость является существенной в использовании. Применение: В строительной промышленности для производства кровель, изогнутых профилей, компонентов оболочки здания и архитектурных элементов.

Материал для рисования: Основным материалом для производства лакированных лент является оцинкованный листовой материал из листовой стали, а также листовой прокат или холоднокатаный лист без обработки поверхности. Мы поставляем их в полосках и в шариках толщиной от 0, 6 до 2 мм, когда мы растягиваемся продольно или поперечно во многих измерениях.

3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (используются при температурах 850–950° в клапанах автодвигателей);
Х5М, 1Х12H2ВМФ, 1Х8ВФ, Х6СМ, Х5ВФ (применяются для производства узлов и разнообразных деталей, работающих в течение 1000–10000 часов при температурах от 500 до 600°);
Х5 (из них делают трубы для использования при температурах не более 650°);
1Х8ВФ (применяются для изготовления компонентов паровых турбин, функционируют без потери свойств в течение 10000 часов и более при температуре до 500°).

Мартенситные сплавы получаются из перлитных при повышении в последних количества хрома. Непосредственно к перлитным относят следующие жаростойкие и жаропрочные стали: Х13Н7С2, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М, Х6СМ, Х6С (то есть все виды хромомолибденовых и хромокремнистых составов). Их закаливают при температурах 950–1100 градусов, а затем (при 8100 градусах) выполняют , что позволяет получить твердые материалы (по шкале HRC – не менее 25 единиц) со структурой сорбита.

Стальные листы из оцинкованной стали холоднокатаной стали

Поскольку углеродистая сталь легко корродируется, стальные листы и ремни защищены непрерывным горячим погружением в цинковую ванну, цинковый сплав, цинко-алюминиевый сплав, алюминиево-цинковый сплав или алюминиевый сплав - кремний. Использование: Каждый из этих типов используется в другой области в зависимости от свойств покрытия, например, в строительной отрасли, они используются для строительства конструкций, дорожных знаков или для производства промышленных печей, отопительного оборудования и противопожарных дверей.

Жаростойкие ферритные стали имеют мелкозернистую структуру после их отжига и термообработки. В таких композициях присутствует от 25 до 33 процентов хрома. Используются они для пиролизного оборудования и теплообменников. К ферритным сталям относят далее указанные марки: Х28, Х18СЮ, Х17, Х25Т, 0Х17Т, 1Х12СЮ. Отметим, что их нельзя нагревать более 850 градусов, так как в этом случае изделия станут хрупкими за счет своей крупнозернистой структуры.

Микросплавные стали с более высоким пределом текучести для холодного формования

Бытовая техника используется в производстве стиральных машин, сушилок, холодильников и микроволновых печей. Пробой по типу покрытия. Свойства прокаленной стали зависят от трех факторов: температуры нагрева, времени нагрева и скорости охлаждения. Это уменьшает прочность и предел упругости и значительно повышает прочность стали. Нагревание при этих температурах не дает ясных результатов и поэтому не подходит. Его состав будет зависеть от температуры нагрева и скорости охлаждения. Чем выше нагрев, тем толще структура становится, прочность и вязкость стали уменьшаются.

Мартенситно-ферритные сплавы хорошо зарекомендовали себя при производстве машиностроительных деталей, которые планируется использовать при 600° на протяжении существенного времени. Такие жаропрочные стали (1Х13, 1Х12В2МФ, 1Х12ВНМФ, Х6СЮ, 2Х12ВМБФР, 1Х11МФ) легируются молибденом, вольфрамом, ванадием, а хрома в них, как правило, содержится от 10 до 14 процентов.

Отжигая до высоких температур, сталь перегревается; его структура утолщается, так что сталь становится хрупкой и непригодной для использования. Если после перегрева происходит ускоренное охлаждение, феррит образуется в игольчатой форме с мягкой сталью. Однако при соответствующей кристаллизации структуры перегрева могут быть значительно смягчены и эффект перегрева выпрямлен. Если сталь перегревается до начала плавления, поверхности отдельных кристаллов начинают окисляться и терять сцепление. Такой материал называется сжигаемым и не может быть регенерирован любой перекристаллизацией.

4

Наибольшей востребованностью пользуются , структура коих обеспечивается наличием никеля, а жаростойкость – наличием хрома. В подобных композициях иногда встречаются незначительные включения ниобия и титана, углерода в них очень мало. Аустенитные марки при температурах до 1000° успешно противостоят процессу появления окалины и при этом относятся к группе антикоррозионных сталей.

Наиболее важным является скорость перехода через температуры перехода. Чем быстрее охлаждение происходит быстрее, тем больше феррита и перлита мельче. При очень медленном охлаждении образуются перлитные гранулы, при более высокой скорости постепенно перлит грубо до тонкослойного. Это увеличивает прочность и предел упругости и слегка снижает пластичность. Влияние скорости охлаждения на механические свойства тем больше, чем больше углерод содержит сталь. Если упрочненная сталь усилена, отношения несколько отличаются.

Холодное образование заставляло кристаллы растягиваться в направлении обработки. При нагревании до температур около 500 ° С, значительно ниже температуры конверсии, происходит так называемая перекристаллизация - совершенно другой процесс, чем описанные до сих пор преобразования. Деформированные кристаллы исчезают и образуют совершенно новую, даже структуру. В то же время армирование исчезает, и сталь приобретает оригинальные свойства. Температура рекристаллизации и тонкость рекристаллизации результирующей структуры зависят от интенсивности предыдущего холодного образования.

Сейчас чаще всего предприятия используют описываемые материалы, относимые к дисперсионно-твердеющей категории. Их делят на два вида в зависимости от варианта применяемого упрочнителя – интерметаллического либо карбидного. Именно процедура упрочнения придает аустенитным сталям особые свойства, так востребованные промышленностью. Известные сплавы данной группы:

Чем слабее литье, тем выше температура рекристаллизации и, следовательно, более грубая структура, пока критическое утолщение структуры не произойдет в мягкой стали. В технической практике в основном выполняются следующие методы отжига. Для некоторых легированных сталей различия в составе в каждом отдельном кристалле трудно сбалансировать. Целью гомогенизационного отжига является как можно более равномерная гетерогенность химического состава сталей путем диффузии. Неоднородность химического состава возникает, когда литая сталь охлаждается между ликвидусом и твердыми частицами.

дисперсионно-твердеющие: 0Х14Н28В3Т3ЮР, Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М (оптимальны для изготовления клапанов двигателей транспортных средств и деталей турбин);
гомогенные: 1Х14Н16Б, Х25Н20C2, Х23Н18, Х18Н10T, Х25Н16Г7АР, Х18Н12T, 1Х14Н18В2Б (указанные марки находят свое применение в сфере выпуска арматуры и труб, работающих при больших нагрузках, элементов выхлопных систем, агрегатов сверхвысокого давления).

Аустенитно-ферритные сплавы имеют очень высокую жаропрочность, которая намного больше обычных высокохромистых материалов. Достигается это за счет уникальной стабильности их строения. Такие марки стали нельзя применять для производства нагруженных компонентов из-за их повышенной хрупкости. Зато они прекрасно подходят для изготовления изделий, функционирующих при температурах близких к 1150 °С:

пирометрических трубок (марка – Х23Н13);
печных конвейеров, труб, емкостей для цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).

5

В тех случаях, когда требуется изготовить детали, которые смогут применяться при температурах от 1000 до 2000 градусов, используются стали на основе тугоплавким металлов. К ним относят элементы, характеризуемые следующими температурами плавления (в градусах):

3410 – вольфрам;
около 3000 – тантал;
2415 – ниобий;
1900 – ванадий;
1855 – цирконий;
3180 – рений;
около 2600 – молибден;
почти 2000 – гафний.

Данные металлы деформируются (пластически) при нагреве, что обусловлено высокой температурой их изменения в хрупкое состояние. При нагреве до величин рекристаллизации формируется волокнистая структура тугоплавких металлов и наклеп. Показатель жаропрочности таких материалов обычно увеличивают привнесением специальных добавок. А их защита при температурах более 1000 градусов от окисления обычно выполняется легированием с использованием молибдена, тантала, титана и других элементов.

Часто используются тугоплавкие сплавы с такими составами:

30 % рения + вольфрам;
40 % ниобия + 60 % ванадия;
48 % железа + 1 % циркония + 5 % молибдена + 15 % ниобия;
10 % вольфрама + тантал.

6

Указанные сплавы, жаростойкость и жаропрочность которых очень высока, имеют в своем составе свыше 55 % никеля и более 65 % комплекса никель + железо. Базовым элементом в обоих видах композиций при этом является хром (его содержится от 14 до 23 %).

Более высокие показатели стойкости и прочности при повышенных температурах демонстрируют стали на основе никеля: ХН60В, ХН75МБТЮ, ХН60Ю, ХН78Т (жаропрочные) и ХН77ТЮ, ХН70МВТЮБ, ХН70ВМЮ, ХН70, ХН67ВМТЮ (жаростойкие). Обусловлен сей факт процессом формирования на их поверхности при высоких температурах оксидной алюминиевой и хромовой пленки, а также (в твердых растворах) – соединений алюминия и никеля, титана и никеля.

В никелевых сплавах из-за несущественного содержания в них углерода никогда не появляются карбиды. А их упрочнение – это последствие твердения, характеризуемого дисперсной природой, после выполнения термообработки. Под такой обработкой понимают:

создание твердой однородной композиции никеля и легирующих добавок;
следующее за этим старение металла (температура процесса – около 750 градусов, иногда - 800).

В процессе распада твердого пересыщенного состава формируются металлические упрочняющие компоненты, которые существенно увеличивают показатель жаропрочности стали и ее сопротивляемость деформациям.

Назначение и марки сталей с никелем, с никелем и железом:

составляющие газовых конструкций – ХН35ВМТЮ;
элементы турбин – ХН35ВТР;
диски и лопатки компрессоров – ХН35ВТЮ;
роторы турбин – ХН35ВТ, ХН35ВМТ.

На нашем складе в Москве представлен широкий ассортимент продукции из жаропрочной стали различных марок. Высокое качество реализуемых изделий подтверждено сертификатами производителей и соответствует требованиям международных стандартов. К отечественным маркам жаропрочной нержавейки в нашем каталоге относятся: 08Х13, 08Х17, 08Х18Т1, 10Х23Н18, 12Х13, 12Х17, 14Х17Н2, 20Х23Н18, 20Х13, 30Х13 и 40Х13. Из зарубежных аналогов следует отметить стали AISI 310, AISI 310S и AISI 321.

Типоразмеры и стоимость товара постоянно обновляются, поэтому обращайтесь к нашим менеджерам, чтобы быстро и правильно оформить свой заказ.

Определение и типы жаропрочки

Жаропрочная нержавеющая сталь – это сплав, который благодаря своим физико-химическим свойствам устойчив к действию агрессивных химических веществ и механическому износу при температурах свыше 500 °С. Такие высокие эксплуатационные свойства достигаются благодаря включению в состав материала большого количества легирующих элементов. Хром, никель, титан способствуют упрочнению кристаллической решетки металла и препятствуют активному распространению процессов окисления. Жаропрочка не подвергается пластической деформации при высоких температурах, не образует ржавчину и окалину.

Разделение жаропрочной нержавейки на типы обусловлено различным содержанием легирующих элементов, отличием в способах легирования, конечным назначением стали. Выделяют 4 группы нержавеющих жаропрочных сплавов:

аустенитные с содержанием хрома до 26%, никеля до 25%, молибдена до 6%;
ферритные, в составе которых присутствуют не более 0,2% углерода и до 27% хрома;
ферритно-аустенитные (смешанные, или дуплексные) стали с включением 18-28% хрома и до 8% никеля;
мартенситные содержат хрома 10-13% и углерода не более 1%.

Марки жаропрочной нержавейки

К основным маркам жаропрочных нержавеющих сталей, выпускаемых отечественной и зарубежной металлургической промышленностью, относятся:

20Х20Н14С2, известная также под наименованием ЭИ211 (импортный аналог AISI 309) – вид высоколегированного хромоникелевого сплава, содержащего хром и никель до 22% и 15% соответственно;
20Х23Н18 либо ЭИ417 (аналог западноевропейских и американских производителей AISI 310) – аустенитная тугоплавкая сталь, изделия из которой находят применение в восстанавливающей среде с температурой до 1000 °С и окисляющих условиях эксплуатации до 1100 °С;
10Х23Н18 или ЭИ417 (AISI 310S) – низкоуглеродистая модификация сплава AISI 310, необходимость использования которой обусловлено наличием коррозийной среды из-за влияния конденсатов и высокотемпературных газов;
20Х25Н20С2 либо ЭИ283 (аналог зарубежной стали под маркой AISI 314) – немагнитный, незакаливаемый, аустенитный сплав, устойчивый к сверхвысоким температурам.

Применение жаропрочных нержавеющих сталей

Использование жаропрочных сплавов той или иной марки обусловлено особенностями среды эксплуатации, нагрузками:

20Х20Н14С2 (AISI 309) – из стали этой марки производят детали и узлы термических печей, конвейеров, ящиков для цементации;
20Х23Н18 (AISI 310) используется для изготовления деталей конвейерных лент транспортеров печей, установок термической обработки, камер сжигания топлива (включая двигатели внутреннего сгорания), моторов, газовых турбин, дверей;
10Х23Н18 (AISI 310S) применяют в основном в механизмах, установках и агрегатах для транспортировки горячих газов – турбины, аппараты для конверсии метана, выхлопные системы, газопроводы высокого давления, нагревательные элементы;
20Х25Н20С2 (AISI 314) находит применение в области строительства печей – металлопродукция из нержавеющей жаропрочной стали этой марки используется для изготовления печных экранов, роликов, котельных подвесок.

Особенности сваривания

Современные методы сварки позволяют получать прочные сварные швы, устойчивые к образованию горячих трещин на деталях из жаропрочных нержавеющих сталей. Однако сплавы этого типа склонны к разупрочнению и разрушению холодного шва. Для устранения недостатка производится общий или локальный нагрев материала с целью минимизации разницы температур на периферии и в точках сварки для снижения напряжения. После сварки осуществляется отпуск готовых изделий на протяжении нескольких часов при температуре до 2000 °С. В результате отпуска удаляется основная часть растворенного в структуре водорода, а остаточный аустенит преобразуется в мартенсит.