Жаропрочная сталь до 1000 градусов

Содержание

Жаропрочная сталь: марка, подробное описание

Жаропрочная сталь до 1000 градусов

Жаропрочная сталь, марки и виды которой рассмотрим далее, предназначена для длительного использования с учетом воздействия высоких термических и электрических нагрузок.

Способ изготовления данного материала предусматривает последующую его эксплуатацию в течение длительного периода без деформаций. Особенности этого вида стали: высокая прочность и ползучесть.

Рассматриваемые металлы преимущественно используются для постройки конструкций ненагруженного типа, эксплуатируемых под воздействием газовой окислительной среды и температур в диапазоне от 500 до 2000 градусов по Цельсию.

Характерные особенности

Марки жаропрочных и жаростойких сталей отличаются длительной прочностью. Этот показатель подразумевает возможность противостояния материала отрицательным внешним факторам на протяжении длительного времени. Высокая ползучесть – это влияние на непрекращающуюся деформацию стали в условиях повышенной трудности в плане эксплуатации и обслуживания.

От указанных факторов зависит возможность использования материала в той или иной сфере. Ползучесть характеризует предельный процент деформации, который в рассматриваемом случае составляет от 5 процентов на 100 часов до 1 % на 100 тысяч часов. По ГОСТУ 5632-72 любая марка жаропрочной стали не должна включать в себя добавки сурьмы, свинца, олова, мышьяка и висмута.

Это обусловлено тем, что указанные материалы имеют малую температуру плавления, а это негативно сказывается на характеристиках конечного продукта. Некоторые элементы при нагревании выделяют негативные для здоровья человека испарения, что также сказывается на их непригодности для включения в подобного рода стали.

В результате оптимальным составом для изготовления материала является железная основа с примесью хрома, никеля и прочих металлов, устойчивых к высоким температурам и окислительным процессам различного рода.

Жаропрочная сталь: марки

Ниже приведены основные марки рассматриваемого материала:

  • Марка P-193 содержит не более одного процента углерода, 0,6 % марганца и кремния, а также порядка 30 % никеля и хрома, 2 % титана.
  • Тинидур: углерод – до 0,13 %, марганец и кремний – не выше 1 %, хром – 16 %, алюминий – до 0,2 %, никель – 30-31 %.
  • Жаропрочная сталь марки А-286 включает в себя в процентном соотношении 0,05 % углерода, 1,35 % марганца, 25 % никеля, 0,55 % кремния, 1,25 % молибдена, 2 % титана.
  • Тип DVL42: 0,1 % углерода, не более одного процента марганца, 33 % никеля, 23 % кобальта, до 1 % кремния, 5 % молибдена, 1,7 % титана.
  • DVL52 имеет похожий состав с указанной выше маркой, только вместо титана в состав входит до 4,5 процента тантала.
  • Хромадур: 0,11 % углерода, 0,6 % кремния, 1,18 % марганца, 0,65 % ванадия, 0,75 % молибдена.

Все указанные разновидности жаропрочной стали производятся по схожей технологии, отличается только состав. Оставшаяся часть приходится на железо. Оно является основой для любых типов рассматриваемого материала.

Производство

Марки жаропрочных сталей для печей, как и их аналоги, требуют соблюдения определенных условий при выплавке. В отличие от производства обычных сталей, в состав сплава должно интегрироваться минимальное включение углерода, что направлено на обеспечение требуемой степени прочности. В связи с этим кокс не подходит для топки печей. Вместо него используется кислород газообразного типа. Он дает возможность достигать быстрой температуры плавления металла за короткий срок.

Как правило, рассматриваемый материал производят преимущественно из вторичного сырья. Хром и сталь помещают одновременно в печь, а сжигаемый кислород разогревает металл до степени плавления.

В процессе происходит окисление выделяемого углерода, который по технологии нужно убрать из состава сплава. Кремний в небольших количествах дает возможность защитить хром от окисления, также в начале плавления добавляется никель.

Остальные присадки смешиваются с основным сырьем в конце процесса. Температура проведения процедуры составляет порядка 1800 градусов по Цельсию.

Обработка

Обработка любой марки нержавеющей жаропрочной стали осуществляется при помощи подготовленных твердых резцов. Они изготавливаются из металлов, вмещающих кобальтовые и вольфрамовые сплавы. Остальной технологический процесс практически идентичен обработке стандартных марок. Она проводится на штатных винторезных токарных станках с использованием стандартных смазочных и охлаждающих жидкостей. Техника безопасности также не отличается.

Сварочные работы по рассматриваемому материалу выполняются дуговым либо аргонным методом. До начала сваривания обе соединяемые детали должны пройти закаливание, заключающееся в нагревании элемента до 1000 градусов и последующем мгновенном охлаждении. Подобный способ дает возможность избежать появления трещин в процессе сварки. Важно при этом сохранить степень качества шва на уровне основного материала, иначе могут появиться серьезные неполадки во время эксплуатации.

Применение

Рассматриваемый материал используется в условиях, когда подразумевается постоянная тепловая нагрузка на деталь. Например, назначьте марку жаропрочной стали сильхром для клапанов либо похожих изделий, и убедитесь в ее эффективности. Также данный состав используется часто для специальных печей с высокой температурой нагрева. Особенности стали позволяют выдержать до нескольких десятков тысяч рабочих циклов, что существенно снижает себестоимость продукции.

Аустенитные марки применяются в производстве роторов, турбинных лопастей и клапанов двигателей. Они имеют отличную сопротивляемость высоким температурам и усиленную устойчивость к вибрационным и механическим воздействиям.

Черная марка жаропрочной стали с повышенной сопротивляемостью коррозии используется преимущественно для производства конструкций, применение которых выполняется на открытом воздухе либо в условиях повышенной влажности.

К особенностям этого вида можно отнести высокое включение в составе хрома, который дает возможность повысить эффективность противостояния окислению и прочим разрушительным процессам.

Литые жаропрочные стали: марки для звеньев цепи, трубопроводов и клапанов

Среди данной категории сталей мартенситного класса, наиболее известными являются следующие марки:

  • Х-5. Из этой стали производят трубопроводы, ориентированные на работу при температуре не выше 650 градусов.
  • 1Х8ВФ, Х5ВФ, Х5М – используются для выпуска труб и оборудования, рассчитанного на эксплуатацию при температуре 500-600 градусов. При этом период работы ограничен (от одной до ста тысяч часов).
  • 4Х9С2, 3Х13Н7С2 – выдерживают термическую нагрузку до 950 градусов по Цельсию, служат для изготовления клапанов моторов транспортных средств.
  • 1Х8ВФ – марка подходит для производства паровых турбин, выдерживает нагрузку в 500 градусов с ресурсом работы не менее 10 тысяч часов.

Марки жаропрочной стали для котлов с мартенситной структурой в своей основе имеют перлит. Он меняет свое состояние, в зависимости от содержания хрома. Для получения изделий с внутренним показателем высокотвердого сорбита, материал сначала закаливают при температуре не менее 950 градусов, после чего подвергают отпуску. К таким маркам относятся: Х10С2М, Х6С, Х7СМ, Х9С2. Перлитные виды относятся к хромомолибденовым и хромокремнистым категориям.

Стальные сплавы, которые содержат в составе до 33 процентов хрома, относятся к жаростойким материалам с ферритной внутренней конфигурацией. Изделия из этого материала подвергаются отжигу, что позволяет сформировать мелкозернистую структуру. При нагреве таких сталей выше 850 градусов, зернистость становится выше, что приводит к увеличению хрупкости материала. Марки этой категории: Х17, 1Х12СЮ, Х25Т, Х28, 0Х17Т.

Тугоплавкие стали

Для эксплуатации изделий, выдерживающих до двух тысяч градусов, используются тугоплавкие металлы. Ниже приведены элементы, которые используются в таких составах, и их температура плавления в градусах по Цельсию:

  • Ванадий – 1900.
  • Тантал – 3000.
  • Вольфрам – 3400.
  • Ниобий – 2415.
  • Молибден – 2600.
  • Рений – 3180.
  • Цирконий – 1855.
  • Гафний – 2000.

Конфигурация этих металлов меняется при нагреве, поскольку высокая температура позволяет перевести их в хрупкое состояние. Волокнистая структура элементов достигается путем рекристаллизации тугоплавких сталей. Повышение жаропрочности материала выполняется посредством добавления специальных смесей. Подобным образом составы защищаются и от окисления.

В заключение

Другое название жаропрочной марки стали (нержавейки) – окалиноустойчивая. Подобные материалы наделяются таким качеством в процессе производства. В результате они способны функционировать длительный период в условиях высоких термических воздействий без деформаций, проявляя при этом противостояние газовой коррозии. Проще говоря, посредством сплавов различных элементов добиваются оптимальных качеств жаростойких материалов, в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации.

Жаропрочные стали, представленные на современном рынке большим разнообразием марок, как и жаростойкие сплавы различных категорий, признаются большинством специалистов лучшим материалом для изготовления деталей и частей конструкций и оборудования, эксплуатация которого проводится в постоянном контакте с высокими температурами, агрессивной средой либо другими сложными воздействиями.

Источник: http://fb.ru/article/336493/jaroprochnaya-stal-marka-podrobnoe-opisanie

Основные марки жаропрочных сталей и их применение

Сталь – это самый распространенный материал, используемый в изготовлении различного инструмента, машин и приборов. Ее популярность обусловлена исключительными технологическими, физико-химическими и механическими свойствами. Марки жаропрочных сталей, широко распространены, и это можно отнести к невысокой цене, при этом, чем больше заказанная партия металлопроката, тем дешевле он стоит.

Читайте также  Классификация сталей и их маркировка таблица

Производители постоянно совершенствуют процесс выработки материала, при этом качественные показатели значительно увеличиваются, обеспечивается долгая эксплуатация всех инновационных приборов.

На рынке в большом разнообразии маркировок продается жаропрочная сталь — это, отличный материал для выработки и сборки конфигураций, подвергающихся не переменному воздействию среды агрессивного состава и больших температур.

Из жаропрочных сталей производят:

  • котлы отопления;
  • печи;
  • дымоходы;
  • каминные установки.

Жаростойкость, жаропрочность материала

Окалиностойкость – название металлических сплавов, обладающих жаростойкостью. Этим свойством материал начинает обладать в процессе изготовления, после которого материал становится способным долгое время подвергаться воздействию высокой температуры, не подвергаясь деформации и газовой коррозии.

Жаропрочные стали для печей, в большинстве случаев применимы для монтирования конструкций, на которые не распространяется большая нагрузка, эксплуатируемые при постоянном действии окислительной среды при температурном воздействии не выше 550 градусов. Этими конструкциями являются элементы, используемые в отопительных печах.

Сплавы, произведенные на основании железа, при выделении жаровыносливость, в подобных критериях работы, при термическом воздействии, больше 560, динамично окисляются, это ведет за собой возникновение на плоскости окиси железа. На сплаве образуется химическое совмещение железа с воздухом – это, нагар слабого типа. Определяется он обычной кристальной решеткой, включающей недостающее число атомов вещества.

Чтобы жаростойкие стали были лучших характеристик, применяется хромирование, или в состав вводится кремний и алюминий. Объединяясь с воздухом, ингредиенты способствуют вырабатыванию в текстуре металла плотных крестообразных структур, что доводит до совершенства его способность выносить влияние больших температур.

Наличие, тип легирующих компонентов, которые были введены в хим. состав материала, сделанного на основании железа, находится в зависимости от термических обстоятельств эксплуатации продукта, изготовленного впоследствии.

Отличную жаростойкость показывают сплавы, легирование каковых сделано на основании хромирования. К самым продающимся маркам сталей относятся:

  • 08Х17Т;
  • 15Х25Т;
  • 15Х6СЮ;
  • 36Х18Н25С2.

Стоит отметить: чем больше в веществе хрома, тем жаропрочнее становится сталь. Употребляя данный компонент как легирующий, можно производить маркированные стали, изделия, выполненные из этого сплава, не теряют своих начальных данных посредством долгого термического воздействия — это жаропрочная сталь до 1000 градусов

Стали проходят отличное рабочее эксплуатирование при постоянном термическом воздействии больших температурных режимов, не выражая предрасположенности к ползучести. Этот неблагоприятный процесс, которому подвержены материалы нормальных групп и прочие металлы, состоит в том, что сплав, находящийся под влиянием постоянной термической и стабильной нагрузке, склонен к деформации, или ползет.

Есть два вида ползучести, предотвращающую при производстве сплавов:

  • кратковременная;
  • длительная.

Для понимания параметров краткосрочной ползучести, сплавы подвергают специальному тестированию, посредством помещения в топку печи, раскаленную до обусловленной температуры, и применяют нагрузку на растягивание. Такую проверку проводят определенное время.

Испытать продукт на расположенность к долговременной ползучести и установить границу последней, за небольшой временной промежуток — невозможно. Определенное изделие, положенное в топку, нужно подвергать долгой нагрузке. Значимость коэффициента — предела ползучести стали, содержится в том, что он охарактеризовать высокое усилие, приводящее к расщеплению раскаленного продукта после влияния в процессе определенного временного промежутка.

Марки жароустойчивых и жаропрочных сплавов

Стали, имеющие отличия жаропрочностью и жароустойчивостью, по своей текстуре разделяются на некоторое количество разрядов:

  • аустенитные;
  • мартенситные;
  • перлитные;
  • мартенситно-ферритные.

Но при этом есть еще две категории подобных сплавов:

  • ферритные;
  • аустенитно-ферритные или мартенситные.

Если взять на рассмотрение стали мартенистых структур, то самыми распространенными марками считаются:

  • Х5 — жаропрочная сталь, применяемая в изготовлении труб, эксплуатируемых при температурах, не выше 650;
  • Х5М, Х5ВФ, Х6СМ, 1Х8ВФ, 1Х12Н2ВМФ — производят специальные изделия, которые не деформируются при температуре до 600 градусов в течение 10000 часов;
  • 3Х13Н7С2 и 4Х9С2 — производят изделия, способные выдержать довольно высокую температуру, которая доходит до 950 градусов, например клапана двигателей механизмов, принцип работы которых, внутреннее сгорание;
  • 1Х8ВФ — применяют для выработки некоторых элементов для турбин, работающих на пару, такая сталь выдерживает температуру в течение 10001 часов — 510 градусов.

Аустенитные и аустенитно-ферритные железные сплавы

Самые важные свойства этих составов состоят во внутренней структуре, сформированной посредством добавления в состав никеля, а жаропрочность придает добавленный в материал хром. В сплавах этой группы, выделяющихся малым вхождением углерода в химический состав, в отдельных вариантах могут находиться легирующие составляющие, например ниобий и титан. Сплавы, в их основании есть аустенит, причисляются к группе нержавеющих, при долгом применении к ним термических нагрузок равных 1100 градусов, окалина не формируется.

Самыми популярными сплавами с аустенитной внутренней текстурой считаются стали дисперсионно-твердеющей группы. Для усовершенствования высококачественных данных в их строение присоединяют карбидные уплотнители, в связи, с чем такие сплавы причисляются к конкретному разряду.

Основными подвидами жаропрочных сталей с аустенитом, считаются:

  1. дисперсионно-лубенеющие Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 0Х14Н28В3Т3ЮР, 4Х14Н14В2М — это нержавеющая, жаропрочная сталь, благодаря которой вырабатывают конструкторские составляющие гидротурбин, клапана моторов автотранспортных средств;
  2. гомогенные 1Х14Н16Б, 1Х14Н18В2Б, Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х23Н18, Х25Н20С2, Х25Н16Г7АР — применяют для выработки каркасной проволоки и труб, применяемых под действием больших нагрузок, установки высокого силового давления, части выпускных конструкций.

Сплавы, база внутреннего структурирования которых основопологает соединение аустенита и феррита, выделяет чрезвычайная жаропрочность, превосходящая по своим коэффициентам даже высокохромистых стали. Эти свойства жаропрочности производятся посредством высокой устойчивости структуры сплавов подобной группы. Продукты производства эксплуатируются при температурах до 1250.

Кроме того, для жаропрочных сплавов с аустенит-мартенситным внутренним структурированием свойственна увеличенная ломкость, они не используются для производственной выработки изделий, применяемых под повышенной нагрузкой.

Из жароустойчивых сталей этой группы изготавливают элементы последующего предназначения:

  • пирометрические трубки (Х23Н13);
  • печные конвейеры, жароустойчивые трубы, сосуды для цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).

Сплавы, основанные на добавлении никеля с железом

Никелевые сплавы (56% никеля) или никеле-железные стали(65%) считаются жаропрочными и имеют качественные жаростойкие качества. Основным элементом для легирования сталей подобной группы признается только хром, содержание которого равно 14-23%.

Что касается стойкости и стабильности, которые сохраняются даже при усиленных нагрузках и повышенной температуры, то обязательным элементом для смешивания металла — никель. Самые востребованные из  ХН60В, ХН67ВМТЮ, ХН70, ХН70МВТЮБ, ХН77ТЮ, ХН78Т, ХН78Т, ХН78МТЮ. Часть сплавов этих марок считаются жаропрочными, а другие – жаростойкими.

Базой мартенситного основания сплава считается перлит, меняющей состояние продукта, если количество хрома в составе увеличить. Перлитными считаются такие единицы жароустойчивых и жаростойких сталей, имеющих отношение к хромомолибденовым и хромокремнистым: Х6С, Х6СМ, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М и Х13Н7С2. Для получения материал с сорбитной структурой, отличающегося особой твердостью, их вначале укрепляют при 950–1100°, а после подвергают отпуску. 

Металлические сплавы с ферритной структурой, имеющие отношение к жаростойкой стали для котлов, заключают в собственном хим. составе от 26 до 32% хрома, определяющем свойства. Для придания сталям тонкодисперсную структуру, фабрикаты подвергают обжиганию.

Существуют такие марки сталей данной подгруппы 1Х12СЮ, Х17, 0Х17Т, Х18СЮ, Х25Т и Х28.

Если эти стали нагреваются до 860° и выше, происходит быстрое укрепление зерна во внутренней структурной формуле, при этом очень сильно повышается ломкость и хрупкость металла, при которой он может быстро прийти в негодность.

Источник: http://solidiron.ru/steel/osnovnye-marki-zharoprochnykh-stalejj-i-splavov-ikh-primenenie.html

Характеристика жаропрочного металла; что собой представляет жаростойкая сталь

Окалино- или жаростойкость – это способность металлов или сплавов длительное время противостоять газовой коррозии в условиях повышенных температур.

Жаропрочность же представляет собой способность металлов не разрушаться и не поддаваться пластической деформации при высокотемпературном режиме работы. Сталь жаропрочная представлена на рынке большим разнообразием марок, равно как и жаропрочные сплавы.

Большинство специалистов признают ее лучшим материалом для изготовления деталей конструкций и оборудования, эксплуатируемых в агрессивных средах и в иных сложных условиях.

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:

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

Жаропрочные 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.

Читайте также  Способы изготовления матриц для штамповки сталей

Ползучесть, которой стараются избежать при создании жаропрочных сталей и металлов другого типа, бывает:

  • длительной;
  • кратковременной.

Для 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.

Марки жаростойких и жаропрочных сталей

По внутренней структуре категории следующие:

  • мартенситные;
  • аустенитные;
  • мартенситно-ферритные;
  • перлитные.

Жаростойкие стали могут представлять еще два типа:

  • ферритные;
  • мартенситные, или аустенитно-ферритные.

Среди сталей с мартенситной структурой наиболее известны:

  • Х5 (из нее делают трубы, которые будут эксплуатироваться при температуре не больше 650°С).
  • Х5М, Х5ВФ, 1 Х8ВФ, Х6СМ, 1 Х12Н2ВМФ (служат для изготовления изделий, которые эксплуатируются при 500-600°С определенное время (1000-10000 ч.).
  • 3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (изделия из них успешно эксплуатируются при 850-950°С, поэтому из них делают клапаны моторов транспортных средств).
  • 1Х8ВФ (изделия из этой стали успешно эксплуатируются при температурах не больше 500°С 10000 ч. и дольше; в частности, из материала делают конструктивные элементы паровых турбин).

Основа мартенситной структуры – это перлит, меняющий состояние, если в составе материала увеличивается содержание хрома. Перлитные марки жаростойких и жаропрочных сталей, которые относятся к хромокремнистым и хромомолибденовым:

  • Х6С;
  • Х7СМ;
  • Х6СМ;
  • Х9С2;
  • Х10С2М;
  • Х 13Н7С2.

Для получения из этих сталей материала со структурой сорбита, отличающегося высокой твердостью (не меньше 25 по HRC), сначала их закаливают при 950-1100°C, а потом подвергают отпуску.

Стальные сплавы с ферритной структурой, из категории жаростойких, содержат 25-33% хрома, определяющего их характеристики. Для придания этим сталям мелкозернистой структуры изделия из них отжигают. В данную категорию сталей входят:

  • 1 Х12СЮ;
  • Х17;
  • Х18СЮ;
  • 0Х17Т;
  • Х25Т;
  • Х 28.

При нагревании их до 850°C и больше зерно внутренней структуры укрупняется, из-за чего повышается хрупкость.

Из жаропрочной нержавейки изготавливаются:

  • тонколистовой прокат;
  • бесшовные трубы;
  • агрегаты химической и пищевой промышленности.

Стали, в основе которых феррит и мартенсит, активно используются в производстве изделий различного назначения в машиностроении. Изделия из таких жаропрочных сплавов даже довольно длительное время успешно эксплуатируются при температуре до 600°C .

Самые распространенные марки данных жаропрочных сталей:

  • Х6СЮ;
  • 1Х13;
  • 1 Х11МФ;
  • 1Х12ВНМФ;
  • 1 Х12В2МФ;
  • 2 Х12ВМБФР.

Хрома в химическом составе этих сплавов – 10-14%. Легирующие добавки, улучшающие состав, здесь – ванадий, вольфрам и молибден.

Аустенитно-ферритные и аустенитные стальные сплавы

Самые значимые особенности аустенитных сталей в том, что внутренняя их структура формируется благодаря никелю в их составе, а жаростойкость связана с хромом.

В сплавах данной категории, отличающихся малым содержанием углерода, иногда присутствуют легирующие элементы титан и ниобий. Стали, основу внутренней структуры которых составляет аустенит, входят в категорию нержавеющих и при длительном воздействии больших температур (до 1000°C) хорошо противостоят формированию окалины.

Наиболее распространенные сегодня стали с аустенитной структурой – это дисперсионно-твердеющие сплавы. С целью улучшения качественных характеристик добавляются карбидные или интерметаллические упрочнители.

Наиболее популярные марки, основа внутренней структуры которых – аустенит:

  • Дисперсионно-твердеющие Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М, 0Х14Н28В3Т3ЮР.
  • Гомогенные 1Х14Н16Б, 1Х14Н18В2Б, Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х23Н18, Х25Н16Г7АР, Х25Н20С2.

Стальные сплавы на основе смеси аустенита и феррита отличает очень высокая жаропрочность, которая по показателям превышает аналогичный параметр даже у высокохромистых материалов. Характеристики жаропрочности достигаются и за счет высокой стабильности внутренней структуры сталей этой категории. Изделия из них успешно эксплуатируются даже при температурах до 1150°С.

Жаропрочные стали с аустенитно-мартенситной структурой характеризуются повышенной хрупкостью, поэтому не могут использоваться в производстве изделий, которые эксплуатируются под высокой нагрузкой.

Из жаропрочных сталей этой категории делаются изделия такого назначения:

  • Жаропрочные трубы, конвейеры для печей, емкости для цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).
  • Пирометрические трубки (Х23Н13).

Тугоплавкие материалы

Стальные сплавы на базе тугоплавких металлов используются для производства изделий, которые эксплуатируются при 1000–2000°C .

Тугоплавкие металлы, которые входят в химический состав таких сталей, характеризуются температурами плавления:

Благодаря тому, что тугоплавкие стали этой категории имеют высокую температуру перехода в хрупкое состояние, при серьезном нагреве происходит их деформация. Для повышения жаропрочности таких сталей в их состав вводят специальные добавки, а для повышения жаростойкости легируют титаном, молибденом, танталом и др.

Самые распространенные соотношения химических элементов в тугоплавких сплавах:

  • основа – вольфрам и 30% рений;
  • 60% ванадий и 40% ниобий;
  • основа – 48% железо, 15% ниобий, 5% молибден, 1% цирконий;
  • 10% вольфрама и тантала.

Сплавы на основе никеля и никель с железом

Сплавы на базе никеля (55% Ni) или выполненные на основе смеси его с железом (65%) — жаропрочные с высокими качествами жаростойкости. Базовый легирующий элемент для любых сталей этой категории – хром, которого содержится 14-23%.

Высокая стойкость и прочность сохраняется при повышенных температурах. Этими качествами обладают стальные сплавы на основе никеля.

Наиболее популярные:

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

Некоторые марки – это жаропрочные стаи, остальные – жаростойкие. При нагревании на поверхности изделий из данных сплавов появляется оксидная пленка на базе алюминия и хрома. В твердых растворах структуры этих металлов формируются соединения никеля и алюминия или никеля и титана, что обеспечивает устойчивость материалов к высоким температурам. Более подробные характеристики приводятся в специальных справочниках.

Из сталей никелевой группы изготавливают:

  • Элементы газовых конструкций и коммуникаций (ХН5ВМТЮ).
  • Конструктивные элементы турбинных устройств (ХН5ВТР).
  • Конструктивные элементы компрессоров – лопатки, диски (ХН35ВТЮ).
  • Роторы для оснащения турбин (ХН35ВТ и ХН35ВМТ).

Итак, жаропрочные марки способны долгое время функционировать в условиях высоких температур без деформаций и противостоят газовой коррозии. Посредством сплавов разных элементов добиваются оптимальных свойств материалов в зависимости от условий эксплуатации.

Источник: https://tokar.guru/metally/harakteristiki-zharostoykoy-stali-i-zharoprochnogo-metalla.html

Жаропрочная сталь

Жаропрочная сталь предназначается для длительной эксплуатации под воздействием высоких температур или постоянного электрического напряжения. Материал изготавливается таким способом, чтобы, несмотря на постоянное негативное воздействие, не подвергаться деформации и сохранять свои первоначальные свойства. Данный вид стали характеризуется двумя основными показателями — длительной прочностью и ползучестью. Д

Длительная прочность подразумевает способность материала противостоять негативному внешнему воздействию в течение длительного периода времени. Ползучесть жаропрочной стали означает действие непрерывной деформации материала при работе в неблагоприятных условиях.

Это очень важный показатель, от которого зависит возможность применения той или иной марки на определенном производстве. Ползучесть указывается как предельно допустимый процент деформации за отведенный срок эксплуатации.

Она составляет от 5% на 100 часов до 1% на 100000 часов.

Марки жаропрочной стали

Согласно ГОСТу 5632-72 жаропрочная сталь не должна содержать примесей свинца, сурьмы, висмута, олова и мышьяка. Это связано с тем, что часть из указанных металлов имеет небольшую температуру плавления, и их наличие в структуре материала может негативно сказаться на его жаростойких свойствах. А другие элементы из списка при нагревании выделяют негативные вещества, опасные дл жизни и здоровья человека, поэтому их присутствие в сплаве крайне нежелательно.

Жаропрочные стали и сплавы изготавливаются на основе железа с добавлением других металлов. Способность противостоять высоким температурам достигается при помощи добавления хрома и никеля. других металлов в сплаве незначительно. Марки жаропрочной стали различаются по процентному соотношению различных составляющих в структуре материала. Сталь P-193 содержит до 1% углерода, не более 0,6% марганца и кремния, по 30% никеля и хрома, около 2% титана.

Марка тинидур состоит из 0,13% углерода, 1% марганца и кремния, 31% никеля, 16% хрома, 0,2% алюминия. Сталь А286 имеет структуру: 0,05% углерод, 1,35% марганец, 0,55% кремний, 25% никель, 15% хром, 1,25% молибден, 2% титан, 0,2% алюминий. Материал DVL42 содержит 0,1% углерода, до 1% марганца, 0,8% кремния, 33% никеля, 23% кобальта, 16% хрома, 5% молибдена, 1,7% титана.

Похожий состав и у марки DVL52, только вместо титана она содержит 4,5% тантала. Вещество хромадур состоит из 0,11% углерода, 18% марганца, 0,62% кремния, 12,5% хрома, 0,75% молибдена, 0,65% ванадия и 0,2% азота. Оставшаяся часть во всех марках приходится на железо. Все перечисленные марки жаропрочной нержавеющей стали производятся по одинаковой технологии. Различаются лишь компоненты и их доля в общей массе сплава.

Производство и обработка жаропрочной стали

Выплавка термостойкой стали требует особых условий, которые не нужны при производстве стандартных марок. В составе сплава должно быть предельно низкое содержание углерода, чтобы обеспечить продукции требуемый уровень прочности. Поэтому кокс не годится для топки печей. В качестве топлива используется газообразный кислород. Это позволяет быстро нагревать металл до высокой температуры, необходимой для плавления.

Производят жаропрочные нержавеющие стали в основном из вторичного сырья. При этом сталь и хром кладут в печь одновременно.

Сжигаемый кислород быстро разогревает металл до температуры плавления, при этом в процессе происходит окисление выделяющегося углерода, который как раз и необходимо убрать из состава стали. Для защиты хрома от окисления добавляют небольшое количество кремния.

Читайте также  Можно ли варить оцинкованную сталь

Никель добавляют в завалку уже после начала процесса плавления. Остальные примеси присаживают в самом конце процедуры. Протекает процесс плавления при температуре около 1800 градусов по Цельсию.

Обработка жаропрочной стали производится специальными твердыми резцами, изготовленными из металлов кобальто-вольфрамовой группы. В остальном технология мало чем отличается от обработки стандартных марок. Используются те же самые токарно-винторезные станки, применяются штатные смазочно-охлаждающие жидкости. В правила техники безопасности также не вносится новых пунктов.

Сварка жаропрочной стали производится дуговым или аргоно-дуговым методом. Перед началом процедуры обе соединяемые детали должны обязательно пройти процесс закалки, который состоит в нагревании металла до температуры 1000-1100 градусов по Цельсию, а затем мгновенном охлаждении. Данная манипуляция позволит избежать микро и макротрещин во время сварочных работ. Очень важно, чтобы сварочный шов по своим характеристикам не уступал основному материалу, иначе это может стать серьезной проблемой во время эксплуатации.

Применение жаропрочной стали

Применяется жаропрочная сталь в тех случаях, когда работа подразумевает постоянные тепловые нагрузки на деталь. В первую очередь материал используется для изготовления различных печей. Он значительно продлевает долговечность устройства и способен выдерживать несколько десятков тысяч производственных циклов. Такой подход позволяет снизить себестоимость продукции.

Аустенитные жаропрочные стали применяются при изготовлении роторов, турбинных лопастей, двигательных клапанов. Их особенностью является не только хорошая сопротивляемость высоким температурам, но и повышенная стойкость к вибрационному и ударному воздействию.

Коррозионностойкая жаропрочная сталь используется в основном для изготовления объектов, которые эксплуатируются на улице или в условиях повышенной влажности.

Ее особенностью является высокое содержание хрома в сплаве, который и позволяет эффективно бороться с окислением и другими негативными воздействиями окружающей среды.

Высоколегированная жаропрочная сталь является материалом для изготовления теплообменных труб, реакторов, паровых установок. Она предназначается для работы с постоянно высокими температурами (300-700 градусов по Цельсию) в течение продолжительного периода. Листовая жаропрочная сталь является базовой заготовкой для производства различных устройств. Из нее можно изготавливать котлы, использовать в качестве внутреннего материала для печей, вырезать из листа детали разнообразной формы.

Источник: https://promplace.ru/vidy-metallov-i-klassifikaciya-staty/zharoprochnaya_stal-1498.htm

Термостойкие краски для печей: характеристики жаропрочных средств по металлу до 1000 градусов

Владельцы загородных домов и другой частной недвижимости часто сталкиваются с вопросом покраски мангала или печи, камина. Рано или поздно они теряют свой красивый внешний вид и выглядят непривлекательно. Заботливые хозяева пытаются такие предметы привести в порядок и вернуть им прежний вид. Как это сделать правильно, какие средства использовать для покраски высокотемпературных элементов быта в домашних условиях?

Термостойкая краска: что это?

Любое отопительное оборудование нуждается в уходе. Оно должно не только красиво выглядеть, но и не выделять вредных веществ при эксплуатации во время нагревания. Для этих целей существуют специальные термостойкие краски. Эти средства предназначены для покрытия поверхностей печей и каминов. Состав жаростойких средств должен отвечать всем требованиям и отличаться от обычных аналогов.

На металлических изделиях обязательно появится ржавчина из-за влаги. На кладке камина или печи может возникнуть трещина, кирпич иногда начинает сыпаться. В такой ситуации не обойтись без ремонта с покраской. Кроме, поддержания эстетичного внешнего вида хорошая краска сможет продлить срок эксплуатации отдельных элементов печи или камина.

В состав таких красок входят специальные защитные компоненты. Благодаря этому они помогут выдерживать влияние агрессивных внешних факторов:

  • атмосферные осадки;
  • влага;
  • грязь;
  • пыль.

Термостойкие лакокрасочные покрытия производятся по новейшим технологиям. За счет состава при нанесении на металлическую поверхность они образуют защитный слой. Он способен защитить их от окислительных коррозийных процессов. Почти все такие средства производятся в виде суспензий. Основу их составляют термостойкие лаки, содержащие кремний и силикон.

Для металлических поверхностей, которые подвергаются максимально высоким температурам, используются специальные краски. Они отлично подходят для покрытия поверхностей и элементов, которые контактируют с открытым огнем. Есть также средства, предназначенные для обработки кирпичных поверхностей, из камня.

Почти все производители на своей продукции указывают состав и температурные параметры. Это облегчает выбор средств для покраски отопительного оборудования.

Термокраска для печи

Почти все камины выполняют из камня или кирпича. В них обязательно есть несколько элементов из чугуна:

  • заслонки;
  • дверцы;
  • крышки;
  • рамы.

При окрашивании отопительного прибора следует красить все, в том числе и перечисленные элементы. Для покраски печи и камина необходимо применять разные краски, для разных поверхностей.

В первую очередь нужно обратить внимание на тип печи. Если она полностью металлическая, то может прогреваться до 600-800ОС и даже выше. В зоне горения пламени температура будет выше, в зависимости от конструкции печи. Важным требованием при выборе термостойкой краски для печи является пригодность для внутреннего использования. Если это банная печь, то краска должна защитить ее от повышенной влажности.

Для нанесения на поверхности с высокой температурой необходимо выбирать средства:

  • термостойкие;
  • жаростойкие;
  • огнеупорные.

Есть также огнезащитные, но они для таких целей не подойдут, поскольку уже при температуре +200ОС краска вздуется пузырями. Жаростойкие средства могут применяться до +600ОС. Они прекрасно подойдут для окрашивания металлических деталей печи или камина. Для банных печей лучше использовать эмали, которые выдерживают более высокую температуру при +800-1000ОС. Их лучше использовать для покрытия корпуса банной печи, поскольку там температура будет выше.

Производители также предлагают термостойкие лаки, способные хорошо выдерживать 250ОС-300ОС. После обработки таким средством поверхность печи будет выглядеть ярче, приобретет блеск.

Основные требования к краскам для печей и каминов

При выборе высокотемпературной краски для окрашивания печи или камина следует обращать внимание на некоторые факторы:

  • надежная устойчивость к повышенной температуре, уровень указан на упаковке;
  • расход средства на 1м2;
  • устойчивость к агрессивной среде;
  • состав покрытия;
  • способ применения.

Все термостойкие лакокрасочные средства разделяют по составу, на основе которого они изготовлены:

  • акриловая;
  • эпоксидные смолы;
  • кремнийсодержащие:
  • силикон.

К любому их составов предъявляются определенные требования при покраске печей либо каминов:

  • устойчивость к температуре до +300ОС;
  • стойкость к агрессивному воздействию пара, влаги, выгоранию, растрескиванию.

Такими красками считаются кремнийсодержащие составы. Они обладают всеми необходимыми качествами, например, КО-168, КО-8101, КО-813 и др.

Термостойкая краска по металлу до 1000 градусов

Сейчас стало популярно устанавливать в домах оригинальные печи и камины компактных размеров. Они выполнены из чугуна или стали и своим привлекательным уютным видом украшают интерьер помещения, не занимая много места. Такой тип отопительных приборов также нуждается в постоянном уходе.

Во время эксплуатации на поверхности металла начинает появляться ржавчина. Из-за высокой температуры металлические предметы подвержены разрушению, поэтому очень важно своевременно покрывать их термостойким составом. Средство для окрашивания должно отвечать следующим требованиям:

  • состав должен выдерживать температуру до +750ОС;
  • покрытие не должно выделять после нанесения вредных веществ и неприятных резких запахов;
  • эмаль либо краска должна хорошо наноситься на металл и в период эксплуатации прибора не растрескиваться, не отслаиваться;
  • желательно, чтобы состав имел антикоррозийные свойства, его можно было нанести на поверхность без предварительной грунтовки;
  • устойчива к выгоранию и не изменяла свой цвет со временем под воздействием высоких температур;
  • если прибор установлен на улице, тогда покрытие, должно быть, устойчиво к температурным перепадам;
  • устойчивость к агрессивной внешней среде.

Такими качествами обладают краски КО-8104, КО-811. Финская краска » Tikkurila» может выдерживать до +900оС, она легко выдерживает температурные перепады, поэтому пригодна для работ внутри помещения и на улице.

Средство отечественного производства «Цетра» имеет антикоррозийные свойства. Рассчитана для покраски в условиях от -60оС до +900оС. Есть эмаль для нанесения кистью и в аэрозольных баллончиках.

Жаростойкая эмаль NEW TON создана для окрашивания металла, нагревающегося до +600оС. В составе имеет антикоррозийные вещества, она очень эластична, поэтому сохраняет свой вид, не деформируется и не растрескивается при высоких температурах.

Особенности выбора термокраски

Для металлических покрытий, которые испытывают сильный нагрев производители выпускают специальные жаропрочные средства. Каждое имеет свои характеристики и назначение. Многие из них разделяются по способу нанесения и расходу. Составы можно наносить с помощью:

  • валика;
  • кисти;
  • распыления.

Немаловажным свойством всех красок и эмалей является их пластичность после высыхания. Металл имеет свойство расширяться в процессе нагрева. Если лакокрасочное покрытие пластичное, оно также будет расширяться вместе с металлической поверхностью. Покрытие не будет растрескиваться и сохранят свой вид.

Качество работ после нанесения средств будет зависеть от равномерности слоя, его толщины. Это очень важно для металлических поверхностей, которые нагреваются, имеют прямой контакт с огнем.

Специалисты советуют всегда сопоставлять область применения и температурный режим, при котором работает отопительный прибор.

Мастера рекомендуют чаще применять краску или эмаль в баллончиках, использовать распылитель при нанесении средства. Это облегчит задачу покраски.

Плотность самой краски и нанесения даст возможность средству хорошо сцепляться с рабочей поверхностью. Если краска будет отвечать всем требованиям, тогда это сможет гарантировать долговечность покрытия.

Источник

Источник: http://stroymaster-base.ru/stroitelstvo-bani/otdelka/termostoykie-kraski-dlya-pechey-harakteristiki-zharoprochnyh-sredstv-po-metallu-do-1000-gradusov.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями: