У сучасній промисловості незамінними є матеріали, які здатні витримувати високі температури та агресивні середовища.
Саме такою є жаростійка сталь, яка виготовляється згідно установлених стандартів. В умовах зростання попиту на довговічні та енергоефективні рішення вона є особливо актуальною.
Що таке жароміцна сталь?
Цей матеріал ще називають «жаростійкий метал». Він призначений для роботи при високих температурах (зазвичай вище 500°C) без втрати міцності та структурної цілісності. Вона стійка до деформацій, корозії та окислення в умовах тривалого нагрівання. Такі властивості досягаються завдяки легуванню хромом, нікелем, молібденом та іншими елементами, які підвищують термостійкість і механічну міцність.
Основні різновиди
Жароміцні сталі класифікуються за мікроструктурою, яка визначає їхні властивості та застосування.
Феритні
Ці види мають високу корозійну стійкість і помірну міцність. Містять 10-30% хрому і мають феритну структуру, що забезпечує стійкість до окислення при температурах до 800°C. Завдяки характеристикам, феритні жаростійкі сталі економічні, але менш міцні при високих температурах порівняно з іншими типами.
Аустенітні
Найпоширеніший тип. Завдяки високому вмісту нікелю (8-20%) і хрому (18-25%), така жаростійка сталь має відмінну корозійну стійкість і міцність при температурах до 1000°C. Крім цього, вона є пластичною та стійкою до термічних циклів. Всі ці особливості роблять матеріал ідеальним для авіаційних двигунів, газових турбін і хімічних реакторів.
Мартенситні
Характеризуються високою міцністю і твердістю завдяки термічній обробці. Важливо, що жароміцна сталь такого типу містить 11-17% хрому і меншу кількість нікелю, що забезпечує стійкість до температур до 650°C.
Ключові характеристики та хімічний склад
Жароміцні сталі і сплави вирізняються високою міцністю, стійкістю до корозії, окислення та повзучості при підвищених температурах. До основних легуючих елементів відносять:
- хром (підвищує корозійну стійкість і стійкість до окислення);
- молібден (покращує міцність і стійкість до високотемпературної корозії);
- нікель (забезпечує пластичність і стабільність структури);
- вуглець (впливає на твердість і міцність).
Додатково може використовуватися титан, ванадій або ніобій.
Маркування та стандарти жароміцних сталей
Вироби маркуються відповідно до міжнародних стандартів. Зокрема, AISI (США), DIN (Німеччина), або ГОСТ (Україна). Наприклад, марка AISI 310S – це термостійка сталь із високим вмістом хрому і нікелю. У Європі використовують позначення EN, де вказуються хімічний склад і властивості. Українські стандарти, як-от ГОСТ 5632, детально описують марки для різних умов експлуатації.
Галузі застосування
Термостійкі метали найактивніше використовуються в енергетиці. З них виготовляють турбіни, котли, трубопроводи та інше обладнання. Крім цього, вироби затребувані в авіаційній та хімічній сферах, а ще металургії та автомобілебудуванні. В цілому, жаростійкі та жароміцні сталі універсальні, коли йдеться про умови з агресивним середовищем та високими температурами.
Технологія та процес виготовлення
Виробництво починається з плавлення в електродугових або індукційних печах із додаванням легуючих елементів. Після цього виріб проходить гарячу або холодну прокатку, термічну обробку (гартування, відпал) для формування потрібної структури. Контроль якості включає перевірку хімічного складу, механічних властивостей і стійкості до високих температур.
Переваги та недоліки жароміцних сплавів
Термостійкі метали відрізняються високою міцністю та стійкістю до температур до 1000°C. Крім цього, до переваг відносять:
- довговічність;
- широку сферу використання;
- різноманітність видів (під різні запити).
Якщо розглядати недоліки, то варто виділити складність обробки через високу твердість та обмежену пластичність у деяких видах.
“Джерело: asynt.net”
На правах реклами
