Алексей
Жаропрочная нержавеющая сталь: марки и виды
В конце 30-х годов 20-го века в развитых странах обнаружилась потребность в материалах, способных выдерживать экстремально высокие температуры. Началась активная разработка различных марок жаропрочной нержавеющей стали, способной сохранять свои рабочие характеристики при температуре свыше 350 °C и отличающейся устойчивостью к коррозии в газовых средах. Стоит разделять два понятия:
- жаропрочность – отсутствие пластической деформации материала под воздействием высоких температур;
- жаростойкость (окалиностойкость) – неподверженность металла газовой коррозии.
Жаропрочная нержавеющая сталь – это сплав железа с различными примесями (присадками, легирующими добавками), улучшающими физические качества материала. Основные добавки, повышающие жаропрочность и жаростойкость, это:
- хром;
- никель;
- кремний;
- алюминий;
- ниобий;
- кобальт;
- молибден;
- ванадий;
- кальций;
- бор;
- тантал;
- некоторые другие элементы, в том числе редкоземельные;
- титан;
- марганец;
- вольфрам.
Процент легирующих присадок колеблется обычно от 15 до 45%. Каждая добавка добавляет конкретные особенности материалу. Задачей присадок является создание на поверхности сплава тонкой защитной пленки, снижающей окисление. В зависимости от уникального состава, количества и соотношения легирующих добавок изменяются общие качества жаропрочного металла, что является основой для создания различных типов и марок жаропрочной нержавеющей стали.
Основные типы жаропрочной нержавеющей стали
По длительности воздействия агрессивной среды, которую стальной сплав может выдержать без потери своих физико-химических свойств, можно выделить две категории:
- Жаропрочные стали длительного нагрева, стойкие к длительному нахождению под высокими температурами. Но температурный режим не должен достигать критических уровней.
- Жаропрочные стали кратковременного нагрева, способные функционировать при кратковременном скачке сверхвысокой (до нескольких тысяч градусов по Цельсию) температуры.
Но этот параметр не считается главным и определяющим при классификации различных видов сталей. Основной фактор – это добавочные легирующие примеси. По этой характеристике и по состоянию внутренней структуры жаропрочные нержавеющие стали делятся на следующие типы:
- Перлитные. Низколегированные материалы с молибденом и хромом в качестве присадок. Температурное окно – 450-550 0C. Также могут добавляться ванадий и молибден, расширяющие этот диапазон до 550-600 0C и увеличивающие прочностные характеристики сплава.
- Мартенситные. Содержат малое количество хрома и среднее количество углерода. Высокая твердость материала, но несколько повышенная хрупкость. Пластичность посредственная. Получают сталь специальным методом закалки с трансформацией кристаллической решетки. Отжиг производится при температуре 1200 0C в течение нескольких часов. После долгого остывания происходит второй этап закалки, повторяющий первый процесс, но температура отжига уменьшается до 1000 0C.
- Аустенитные. Высоколегированная стабилизированная сталь с высоким содержанием хрома и никеля. Добавляют также ниобий и титан, противостоящие газовой коррозии. Аустениты делят на два типа:
-
- Гомогенные. Материал не проходит упрочняющую термообработку. В нем мало углерода и много легирующих присадок, что уменьшает его ползучесть (медленная деформация под долгим воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения);
- Гетерогенные. Сталь подвергается термоупрочнению. В ее структуре есть карбонитридные и интерметаллические фазы, что позволяет увеличить рабочую температуру под нагрузкой до 700 0C.
- Ферритные. Ферритная структура материала получается при добавлении высокого количества хрома: от 25 до 33%. Отжиг и термообработка дают на выходе особую мелкозернистую структуру, определяющую магнитные свойства. Материал прочный и пластичный. Стоек к коррозийному растрескиванию, но при повышении температуры до 850 0C растет его хрупкость.
- Комбинированные (дуплексные) материалы:
- Мартенситно-ферритные. Содержат до 14% хрома. Допускается легирование ванадием и молибденом. Материал отличается стойкостью к длительным нагрузкам при температуре до 580 0C.
- Аустенитно-ферритные. В этих материалах присутствуют как ферритные, так и аустенитные фазы. Стабильная матричная структура сплавов позволяет применять данный материал для работы при температуре 1150 0C.
Марки жаропрочной нержавеющей стали
Маркировка сталей, согласно ГОСТ 4543-2016 отображает их химический состав. Первые цифры показывают содержание углерода (сотые доли процента). Далее буквы указывают легирующие присадки:
- А (в начале марки) - сера;
- А (в середине марки) - азот;
- Б - ниобий;
- В - вольфрам;
- Г - марганец;
- Д - медь;
- Е - селен;
- К - кобальт;
- М - молибден;
- Н - никель;
- П - фосфор;
- Р - бор;
- С - кремний;
- Т - титан;
- Ф - ванадий;
- Х - хром;
- Ц - цирконий;
- Ю - алюминий;
- ч - РЗМ (редкоземельные металлы).
Тип стали |
Марка |
Аустенитные: |
|
гомогенные |
1Х14Н16Б 1Х14Н18В2Б Х25Н16Г7АР Х18Н12Т Х23Н18 Х18Н10Т, Х25Н20С2,
|
гетерогенные |
Х12Н20Т3Р 4Х12Н8Г8МФБ 4Х14Н14В2М 0Х14Н28В3Т3ЮР Х12Н20Т3Р |
Ферритные |
1Х12СЮ Х17 0Х17Т Х18СЮ Х28 08Х13 12Х13 12Х17 Х23Н13 Х20Н14С2 0Х20Н14С2 |
Перлитные |
Х6С Х6СМ Х7СМ Х9С2, Х10С2М Х13Н7С2 20ХМЛ 12Х1МФ Х13Н7С2 |
Мартенситные |
20Х13 30Х13 40 Х13 Х5 1Х8ВФ Х5М Х6СМ 1Х8ВФ 1Х12Н2ВМФ 1Х8ВФ 3Х13Н7С2 4Х9С2 |
Мартенситно-ферритные |
Х6СЮ 2Х12ВМБФР; 1Х12В2МФ; 1Х13; 1Х12ВНМФ; 1 Х11МФ.
|
Аустенитно-ферритные |
03Х23Н6 03Х22Н6М2 08Х22Н6Т 12Х21Н5Т 08Х21Н6М2Т 08Х18Г8Н2Т 03Х24Н6АМ3 |
Сферы применения
Современная промышленность не может обойтись без жаропрочных и стойких к коррозии. Сфера их применения чрезвычайно обширна. Вот далеко не полный перечень, где данный материал практически не имеет конкурентов:
- машиностроение;
- авиация
- ракетно-космическая сфера;
- энергетика;
- нефтехимическая отрасль;
- электроника;
- пищевая, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность;
- медицина;
- строительство;
- военная сфера;
- бытовое использование (строительство бань, печей и т.п.)
Каждая сфера промышленности требует от материалов своих специфических качеств и технических характеристик. Поэтому видов и марок жаропрочных нержавеющих сталей великое множество. В каталоге интернет-магазина «Черметком» Вы найдете большой выбор данных материалов. Обращайтесь по ссылке: https://chermet.com/catalog/section/korrozionno-stoykaya-i-zharoprochnaya-stal/
Мы работаем с проверенными производителями. Качество и демократичные цены гарантируем!