Для роботи в особливих умовах, які можуть бути зумовлені високою температурою або електричною напругою, необхідний матеріал, який здатний протистояти негативним впливам навколишнього середовища. Саме для таких цілей і були зроблені марки сталей, які є жароміцними.
Виготовляється цей матеріал спеціальним способом, який дозволяє витримувати і не деформуватися при довготривалому негативному зовнішньому впливі довгий часовий проміжок. Характеризується цей різновид стали ползучестью і міцністю, які є основними показниками цього продукту промисловості.
Повзучість відповідає за дію безперервної деформації матеріалу при знаходженні стали в несприятливих умовах. Міцність відповідає за період, який може жароміцний сталь протистояти зовнішнім впливам.
Жаростійкий марка сплавів - що це?
Жароміцність, яка ще називається окаліностойкостью, показує з якою міцністю той чи інший матеріал при високій температурі протягом тривалого часу може протистояти газової корозії. Здатність стали не піддаватися пластичної деформації і руйнування свідчить про те, що цей матеріал є жаростійким.
Такі жаростійкі сплави застосовуються в багатьох галузях промисловості. Наприклад, нагрівальний елемент печей, який працює при + 550 ° С не може бути виготовлений зі звичайної, що не жароміцної стали, вона просто не зможе витримати такого навантаження.
При температурах понад п'ятисот п'ятдесяти градусів сплави на основі заліза здатні до окислення, що викликає формування на їх поверхні оксиду феруму. Характеризується це з'єднання кристалічною решіткою, в якій бракує атомів кисню, що викликає появу окалини крихкого типу.
Щоб зробити сталь жароміцної марки потрібно в сплав додати такі елементи, як алюміній, хром, кремній. Саме такі сполуки дозволяють відтворювати з киснем інші решітки, які відрізняються надійним і щільним будовою. Кількість і склад добавок формується в залежності від навколишнього середовища, в якій буде згодом працювати ця жаростійкий марка стали.
Максимальна жаростійкість сплавів виявляють ті матеріали, які були зроблені базі нікелю. Маркування, яка відноситься до таких сплавів:
- 15Х25Т;
- 36Х18Н25С2;
- 15Х6СЮ;
- 08Х17Т.
Додавання хрому також сприяє збільшенню жароміцності сталевих композицій, які можуть, не втрачаючи своїх основних якостей працювати навіть при - 1150 ° С.
Жаропрочная марка сплаву - що вона собою являє
Марка такий стали підходить для виготовлення виробів, які будуть функціонувати в умовах підвищеної температури і буде присутній ефект повзучості. Повзучість або схильність сплаву до повільної деформації відбувається під впливом постійного навантаження і незмінній температурі.
Повзучість металу буває двох видів:
- тривалої;
- Короткочасною.
Так як жароміцність сплаву і її марка залежить від виду повзучості, то її встановлюють під час розтягування виробів і проведенні аналізів на основі підсумків поведінки сплаву. Проводять такі процедури в нагрівальної печі при заданих температурах. Так визначається межа повзучості і руйнування матеріалу при впливі температури і часового проміжку.
Марки жаростійких сталей, їх класифікація та опис
Структури таких жаростійких сталей поділяються на:
перлітні;- мартенситно-ферритні;
- мартенситні;
- аустенітні.
Існує і підрозділ жароміцних сплавів на аустенитно-ферритні (мартенситні) і ферритні.
Проводиться такі марки мартенситних сплавів:
- 4Х9С2 і 3Х13Н7С2 (така марка стали використовується в основному в клапанах двигунів, де температура піднімається до 850-950 ° С);
- Х6СМ, Х5М, 1Х8ВФ, 1Х12H2ВМФ, Х5ВФ (такий сплав підійде для виробництва деталей і вузлів, які повинні працювати 1000-10000 годин в межах температур 500 - 600 ° С);
- Х5 (така марка використовується для виробництва труб, які будуть працювати при температурі обмеженою 650 ° С);
- 1Х8ВФ (такий вид сплавів використовують при виготовленні деталей парових турбін, які можуть працювати 10000 годин без втрат при температурі, яка не перевищуватиме 500 ° С).
При додаванні хрому в перлітні сплави виходять мартенситні марки сплавів. До перлітним матеріалів можна віднести жароміцні сплави з маркуванням: Х7СМ, Х10С2М, Х9С2, Х6С. Проводиться їх гарт при 950-1100 ° С, а потім при 8100 ° С виробляють відпустку стали, що дозволяє створювати тверді конструкції зі структурою сорбіту.
Феритні сплави мають дрібнозернистою структурою, яку вони отримують після термообробки і випалу. У таких композиціях, як правило, присутня хром в процентному співвідношенні від двадцяти п'яти до тридцяти трьох. Такі жароміцні стали застосовують виробництва теплообмінників і піролізного обладнання.
До Феритний сплавів відносять такі маркування матеріалів: 1Х12СЮ, Х28, Х17, Х18СЮ, 0Х17Т, Х25Т. Але їх не можна нагрівати більше ніж сто вісімдесят градусів інакше матеріал стане крихким через свою крупнозернистою структури.
Мартенситно-ферритні матеріали відмінно підходять для виробництва машинобудівних деталей, робота яких буде проводитися при температурі в шістсот градусів, причому тривалий час.
Найбільш затребувані жаростійкі сплави
Аустенітні жаростійкі сплави стали найбільш затребуваними матеріалами в даний момент в цьому сегменті сталеваріння. Їх структура створюється за допомогою що входить до складу нікелю, а жаростійкі якості забезпечуються наявністю хрому. Такі аустенітні марки добре протистоять появі окалини при температурах, що не перевищують тисячі градусів.
При виготовленні цього сплаву використовують два види ущільнювача: ІНТЕРМЕТАЛІЧНОГО або карбідний. Саме ці ущільнювачі забезпечують аустенитную сталь особливими властивостями, які так затребувані в різних сучасних виробництвах.
Найбільш затребувані і актуальні сплави діляться на дві групи:
- дисперсно-тверднуть (марки Х12Н20Т3Р, 0Х14Н28В3Т3ЮР, 4Х14Н14В2М, 4Х12Н8Г8МФБ - така сталь самий підходящий матеріал для виготовлення деталей турбін і клапанів двигунів);
- гомогенні (марки Х25Н20C2, 1Х14Н16Б, Х23Н18, Х25Н16Г7АР, Х18Н10T, 1Х14Н18В2Б, Х18Н12T - дані марки використовуються для виробництва труб і арматури, які будуть працювати при великих навантаженнях).
Аустенітно-ферритні стали завдяки своєму сплаву зі стабільним будовою виявляють досить-таки високу жароміцність. Подібні марки через свою крихкості не можна використовувати для виробництва навантажених деталей, але ці сплави відмінно себе показують при температурах, що доходять до 1150 ° С.
Тугоплавкі метали і сплави
Якщо у виробництві необхідні деталі приблизна середовище роботи, яких буде тисяча або навіть дві тисячі градусів, то при сплаві потрібно використовувати тугоплавкі метали.
Елементи, які використовуються і температура їх плавлення така:
вольфрам (3410 ° С);- тантал (3000 ° С);
- ніобій (2415 ° С);
- ванадій (1900 ° С);
- цирконій (1855 ° С);
- реній (3180 ° С);
- молібден (2600 ° С);
- гафній (2000 ° С).
Деформуються дані метали при нагріванні, тому що висока температура провокує їх зміна в крихке стан. Їх волокниста структура формується при нагріванні до стану рекристалізації тугоплавких металів. Жароміцність збільшується за рахунок сумішей зі спеціальних добавок. А від окислення при температурі понад тисячу градусів ці матеріали захищають добавки з титану, танталу і молібдену.
Так, шляхом сплавів різних елементів можна домогтися потрібних якостей жароміцних матеріалів, які можна використовувати в найрізноманітніших виробництвах для роботи в різних температурних середовищах.