Прямые поставки
металлобаза
без посредников
8 лет на рынке металлопроката
Работаем с ИП, частными лицами, Управляющими Компаниями и другими организациями
Доставим продукцию к назначенному времени
Доставка по Санкт-Петербургу и Ленинградской области
Жаропрочные стали — это сплавы, из которых производятся детали и конструкции, эксплуатируемые в сложных условиях. Это температуры свыше +550 °C, силовые нагрузки, негативные воздействия окружающей среды. Продукция из жаропрочной стали не поддаётся деформациям, окислению, разрушению. В производстве используют несколько марок и классов, разработанных для разных сфер деятельности.
В статье мы разберем какая сталь жаропрочная, какими характеристиками она обладает и для чего используется.
Жаропрочная сталь изготавливается из разных металлов. От состава зависят свойства полученных изделий. Например, конструкции из сложнолегированного никелевого сплава, изготовленные литейным способом, выдерживают долгое интенсивное воздействие температуры до +1100 °C, не поддаются статическим и динамическим нагрузкам.
Существует три основных типа — на основе никеля, кобальта и железа с хромом, а количество присадок может достигать 50%. В сплавы из железа, хрома, хромоникелевой и хромомарганцевой стали добавляют присадки из молибдена, титана, вольфрама, алюминия, бора. Никелевые составы дополняют титаном, церием, кальцием, молибденом, бором, а в кобальтовые — вольфрам, углерод, ниобий, молибден, тантал, медь и другие элементы.
Есть также редкие сплавы узкой сферы применения. В них добавляют редкоземельные элементы для создания деталей с особыми характеристиками. Однако, основные группы охватывают большинство сфер деятельности и промышленности.
ГОСТы и ТУ регламентируют состав жаропрочной стали. В этих нормативно-правовых документах учитываются основные металлы, легирующие элементы и процент содержания примесей. Легирующие компоненты (присадки) — это специально добавляемые металлы, необходимые для достижения нужных свойств. Примеси — это случайно попавшие вещества и остаточная продукция, возникшая как результат химических процессов при плавке.
Например, ГОСТ 5632-72 устанавливает, что в стали марки 08Х18Н10Т не допускается наличие остаточной меди более чем 0,40%. Если количество примесей и образовавшихся сторонних элементов превышает допустимые значения, это свидетельствует о снижении эксплуатационных свойств и технических характеристик.
Жаропрочность сплава определяется химическим составом и формой добавок. Например, соединение никель-сера понижает температуру плавки, а сера-цирконий создаёт тугоплавкие структуры. Чистота никеля и хрома влияет на устойчивость к температурам, стойкость к деформациям и разрушению.
Свойства сплавов также зависят от применяемой технологии. Поэтому жаростойкость рассматривают вместе с таким показателем как ползучесть. Под этим термином понимается медленная, происходящая со временем деформации под воздействием напряжения и высокой температуры.
Существует два показателя ползучести:
Предел прочности и ползучесть указывают в мегапаскалях (МПа). Лучшие характеристики жаропрочной стали демонстрируют марки 08Х17Т, 15Х25Т, 15Х6СЮ, 36Х18Н25С2, произведённые на основе хрома.
Из жаропрочных сталей изготавливают продукцию, подвергающуюся при эксплуатации сильному нагреву и воздействию сред, приводящих к деградации свойств материалов. К ним относятся:
Из жаропрочных сплавов изготавливают детали турбин для реактивной авиации, судовых установок, агрегатов нефтегазовой сферы, металлургических печей.
Согласно международным стандартам для дымоходов следует использовать сталь марки AISI 321 — российская маркировка жаропрочной стали 08Х18Н12Т. Из этого материала выпускают бесшовные трубы, холоднокатаные листы и ленты. Изделия из стали марки AISI 321 обладают следующими характеристиками:
Из стали AISI 321 изготавливают надёжные и долговечные дымоходы. Однако, недобросовестные производители могут выпускать конструкции из стали AISI 201 (12Х15Г9НД). Изделия из этой марки в основном производятся в Китае и Индии. Они стоят в два раза дешевле, имеет низкую антикоррозионную стойкость, склонны к появлению трещин.
К сожалению, отличить по внешним признакам сталь AISI 201 от AISI 321 невозможно. Определить марку можно только проведя химический анализ.
Химический состав марок AISI 201 и AISI 321 в процентах (%):
AISI 321 | AISI 201 | |
С | до 0,08 | до 0,15 |
Si | 0,80 - 1,00 | до 1,00 |
Mn | до 2,00 | 7,00 - 9,50 |
Ni | 9,00 - 13,00 | 0,30 - 3,00 |
S | до 0,02 | до 0,03 |
P | 0,05 | 0,10 |
Cr | 17,00 - 19,00 | 13,00 - 18,00 |
Cu | — | 0,50 - 2,50 |
Ti | от 0,50 | — |
Добросовестные производители для изготовления дымоходов выбирают сталь AISI 321, а также высоколегированные титановые сплавы, маркированные Ti.
Для посуды и ёмкостей, контактирующих с пищей, выбирают нержавеющую сталь по нескольким причинам:
Не стоит забывать и об эстетической привлекательности металлических изделий. Электролитическая полировка, сатинирование и другие способы обработки формируют стильный внешний вид продукции из нержавейки.
В пищевой индустрии используются разные сплавы. Среди них жаропрочные стали марок AISI 304, 409, 430 и других.
Области применения | Особенности сплава |
Марка стали AISI 304 (ГОСТ 08Х18Н10) | |
Оборудование, инструментарий и посуда для высокотемпературной обработки, системы вентиляции и технические трубопроводы пищевых цехов. | Сталь хорошо сваривается, допускает электролитическую полировку, сохраняет прочность при высоких и низких температурах, устойчива к интеркристаллитной коррозии. |
AISI 316 (ГОСТ 03Х17Н14М2) | |
Технологическое оборудование, контейнеры для пищевой промышленности. | Наличие в сплаве молибдена увеличивает стойкость к воздействию высоких температур. |
AISI 409 (ГОСТ 08Х13) | |
Посуда и столовые приборы. | Высокая прочность при практически любом воздействии, устойчивость к коррозии. |
AISI 410 (ГОСТ 12Х13) | |
Резервуары и ёмкости для промышленности, специализирующейся на производстве спиртосодержащих напитков и виноделии. | Жаропрочность, стойкость к слабо агрессивным средам. |
AISI 420 (ГОСТ 20Х13-40Х13) | |
Посуда и кухонные мойки. | Антикоррозийность, жаропрочность, Универсальность, повышенная износостойкость. |
AISI 430 (ГОСТ 08Х17) | |
Посуда для приготовления пищи, в том числе на пару. | Прочность, долговечность, теплопроводность, устойчивость к коррозии. |
AISI 439 (ГОСТ 08Х13) | |
Сплав необходим для производства кухонных моек, холодильного оборудования, посудомоечных машин и других приборов. | Даёт изделиям высокую прочность, стойкость к межкристаллитным разрушениям структуры в окислительных средах. |
Наибольшим распространением пользуются марки AISI 304, 316, 321. Их применяют в производстве хлеба и хлебобулочных изделий, изготовлении молочных продуктов и в сыроварении. Посуда и инструментарий отличается гладкой поверхностью, легко поддающейся гигиеническому уходу.
Изделия из стали, содержащей молибден, подходят для изготовления устройств и ёмкостей для производства соков, консервации, приготовления соусов. Эти сплавы выдерживают влияние сред повышенной кислотности, устойчивы к хлоридам.
Разделяют три класса жаропрочных сталей:
Сплавы отличаются по технологическим характеристикам, исходя из которых выбирается процесс производства стальной продукции. Литейные марки стали идут на отлив, а деформируемые на ковку, штамповку, прокат.
По микроструктуре различают семь классов стали: аустенитный, аустенитно-ферритный, ферритный, аустенитно-мартенситный, мартенситно-ферритный, мартенситный, перлитный.
В зависимости от объёма легирующих элементов стали делятся на:
Отличается высоким содержанием хрома и никеля. Жаростойкость обеспечивают хромовые добавки. Деформационно-термическую прочность сплаву дают карбидные и интерметаллические упрочнители.
Сплавы аустенитного класса делятся на два структурных типа: гомогенный, рассчитанный на длительное воздействие температур до +500 °C, и гетерогенный, выдерживающих до +700 °C.
Марки аустенитного класса:
Дисперсионно-твердеющие сплавы | Гомогенные сплавы |
4Х12Н8Г8МФБ Из этой марки изготавливают диски, крепежи и иные детали с ограниченным сроком службы, используемые при температуре +600… +650 °C |
Х25Н16Г7АР Подходит для конструкций, эксплуатируемых при умеренных напряжениях и температуре до +950 °C. Изделия выпускаются в виде листов, лент, проволоки, труб. |
Х12Н20Т3Р Предназначены для деталей турбин, компрессоров и других устройств, работающих при +700 °C. |
Х25Н20С2 Изделия этой марки используют в производстве печей и котельного оборудования. Они выдерживают до +1 100 °C. |
4Х14Н14В2М Подходит для изготовления арматуры, трубопровода, спецкрепежа, поковок, эксплуатируемых при +650 °C. |
Х18Н12Т Из этой марки стали делают разные детали: листы, поковки, прутки, трубы, используемые при температуре до +650 °C, в среде, способной вступать в химическое взаимодействие. |
Среди других марок гомогенного типа наиболее востребованными считаются 1Х14Н16Б, 1Х14Н18В2Б, Х18Н10Т, Х23Н18.
Отличается особой жаропрочностью, превосходящей высокохромистые сплавы. Их также называют дуплексными, потому что основа структуры состоит из двух фаз: аустенита и феррита, объёмом одного из компонентов до 60%.
Марки аустенитно-ферритного класса:
Х23Н13 Разработана для деталей, работающих при температуре до +1 000 °C. Из сплава этой марки выпускают сортовой прокат, калиброванный пруток, листы, полосы, поковку. |
Х20Н14С2 Подходит для изготовления деталей термопечей, конвейерных лент. Выдерживает до +1 000 °C. |
0Х20Н14С2 Инертна к науглероживающим средам, предназначена для изготовления труб. |
В сплав входит от 25% до 33% хрома. Структура мелкозернистая, не рекомендовано использование при температуре +850 °C и выше. В этих условиях изделия становятся хрупкими. Сплавы этого класса используют для сварных конструкций, труб и теплообменников, эксплуатируемых с окислительными веществами.
Ферритные марки: Х25Т, 1Х12СЮ, 0Х17Т, Х18СЮ.
Это дуплексный вид стали, изготавливаемой из аустенита и мартенсита. Он относится к промежуточному классу, в зависимости от термической обработки может менять свои свойства. От эксплуатационных характеристик меняется и сфера применения жаропрочных сталей. Материал устойчив к образованию коррозии, уксуснокислым средам, солям, негативному воздействию атмосферных осадков.
Среди марок стали аустенитно-мартенситного класса: 07Х16Н6, 09Х15Н8Ю, 08Х17Н5МЗ.
Содержит больше легированного феррита, чем мартенситные. В состав также входит от 10 до 14% хрома, а среди легирующих компонентов ванадий, молибден, вольфрам. Материал применяют в производстве деталей трубопровода, турбин, котельных, работающих при температуре не более +500 °C.
Марки: 1Х13, 1Х12В2МФ, 2Х12ВМБФР.
Отличается высокой долей никеля, марганца и хрома. Характеризуется высокой стойкостью к внешнему воздействию, имеет твердую мелкодисперсную структуру. Материал рассчитан для изготовления труб, крепёжных элементов, клапанов двигателей для авиации и автотранспорта.
Среди марок этого класса: 1Х8ВФ, 4Х9С2, 3Х13Н7С2, 40Х10С2М.
Это жаропрочные стали и сплавы, легированные хромом, молибденом, ванадием. Они отличаются высокой прочностью, выдерживают нагрев до +450… +600 °C. Из них изготавливают шестерни, крестовины, трубы, детали высокого давления.
К перлитным маркам относятся: 20ХМЛ, 12Х2МФСР, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ.
Тугоплавкие металлы имеют высокую температуру плавления. Они необходимы для выпуска продукции, эксплуатируемой при температуре от +1 000 до +2 000 °C. Чтобы добиться нужных свойств жаропрочных сталей, используют такие металлы, как никель, железо, хром, а в качестве дополнительных компонентов выбирают молибден, цирконий, вольфрам, тантал, ванадий, ниобий.
Самым тугоплавким металлом в природе является вольфрам — температура плавления составляет +3 410 °C. Однако, его высокая плотность значительно ограничивает сферу применения. Поэтому вольфрам редко используют в качестве основного элемента, но часто как легирующий компонент. Среди распространенных марок тугоплавких сталей: ХН60В, ХН70, ХН78Т, ХН78МТЮ и другие.
Для защиты от коррозии изделия силицируют. В процессе химико-термической обработки на поверхности возникает специальный слой. Он повышает эксплуатационные свойства, позволяет изделиям выдерживать температуры до +1 700 °C на протяжении 30 часов.
Детали из тугоплавких металлов используются в ракетостроении, производстве скоростных самолётов и космических аппаратов, труб и трубок тепловыделяющих элементов, для изготовления узлов ядерной промышленного и много другого. Благодаря технической революции и развитию производств существует большое число видов жаропрочной стали. Они нашли своё применение в повседневной жизни, производстве и новых сферах деятельности человечества.
Ваша заявка успешно отправлена.
Мы свяжемся с Вами в ближайшее время
Что-то пошло не так. Попробуйте еще раз
Предел прочности металла по ГОСТу – это максимальное механическое напряжение, которое может выдержать материал до начала его деформации. Этот показатель измеряется в мегапаскалях (МПа) и явл...
Перехлест арматуры — это не просто технический прием в строительстве, а основа для создания крепких и надежных железобетонных конструкций. Этот процесс включает в себя расчет оптимальной дли...
Легированная сталь - это универсальный материал, широко применяемый в современной промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Содержащие дополнительные элементы помимо железа и угле...