Основные характеристики и особенности жаростойкой и жаропрочной стали

Жаростойкие и жаропрочные стали характеризуются способностью противостоять окислению, изменению исходной формы, разрушению в агрессивной среде при значительных температурных показателях.

По назначению они делятся на категории:

• коррозионностойкие;
• жаропрочные;
• окалиностойкие.

Стабильность структуры сплавов определяется технологией производственного процесса. При этом особое место занимают никелевые сплавы, обеспечивающие дополнительную стойкость и прочность при высоких температурах.

Классификация

Сопротивление коррозийным изменениям зависит от многих факторов, приводящим к разрушению продукта вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой.
Высоколегированные соединения содержат более 10% легирующих добавок и делятся на классы:

• аустенитные. Формируют устойчивую однофазную аустенитную структуру, содержат 18 — 25% Cr, до 35% никеля. Применяются при производстве немагнитных конструкций – радиотехнических деталей, нержавеющих труб, защитных кожухов от электромагнитных полей. Используются практически во всех отраслях народного хозяйства. В мировом потреблении составляют около 65%;

• ферритные Fe-Cr. Относятся к наиболее дешевому сегменту, используются для производства оборудования пищевой, легкой, машиностроительной промышленности. Включают 18,5 — 20,5% хрома, алюминий, магний, иттрий, карбонитриды титана, циркония, которые усиливает прочность, упругость и стойкость к коррозии. Фосфор и сера ухудшают качество продукта, но удалить их полностью невозможно;

• мартенситные. Благодаря мартенситу с игольчатой неравновесной структурой и внутренней напряженностью, металл приобретает прочность, твердость. Содержат 11-17% Cr, никель, молибден, вольфрам, ванадий. Применяются для изготовления роторов, деталей компрессоров, режущего инструментария.

Прочность к жару

Жаропрочность определяется работой сплава под напряжением при значительных температурах в заданном временном промежутке, оценивается:

• ползучестью;
• длительной прочностью.

Жаропрочная нержавеющая сталь характеризуются:

• основой, получающей дополнительную прочность в итоге дисперсионного затвердевания;
• компонентами легирования (Cr, Ni, Al, Si);
• структурным состоянием после термообработки;
• температурой плавления.

По данным World steel на ноябрь 2018г, в мировом рейтинге Украина занимает 13 место среди производителей сортового проката. Лидирующие позиции в сегменте поставок жаропрочной стали в Украине принадлежат компании А-Синтез.

Устойчивость к высоким температурам

Жаростойкость позволяет противостоять коррозийным процессам при показателях, превышающих 500°С. При содержании хрома свыше 13% металл считается нержавеющим. Наилучший результат коррозионностойкой и жаростойкой стали получают при одновременном использовании присадок кремния и хрома (например, сплав 15Х28). При нагреве стали окислы химических элементов образуют защитную окалину, предохраняющую металл от коррозии при температуре до 1100°С.
Жаростойкие сплавы применяются для слабонагруженных деталей нагревательных устройств, элементов сопротивления и энергетических установок.