Жаростойкость (сопротивление воздействию газовой среды или пара высоких температур) является самым важным свойством жаропрочных сталей. Жаростойкие стали, как правило, должны быть и жаропрочными, т. е. при высокой температуре в течение заданного времени противостоять ползучести — постепенной и усиливающейся со временем деформации под действием постоянной нагрузки, приводящей к разрушению.

Упрочнение жаропрочных сталей

Упрочняющей фазой наряду с карбидами хрома являются карбиды ванадия, молибдена, вольфрама и др. элементов, а также интерметаллидные соединения типа АгВ (в которых в качестве элемента, А входят железо и хром, а молибден, вольфрам, ниобий, титан — в качестве элемента В) или соединения (Ti, Al). Добавки в жаропрочную сталь тугоплавких элементов — молибдена, вольфрама, ниобия, тантала оказывают на упрочняющую фазу стабилизирующее действие, так как эти элементы повышают температуру рекристаллизации и ослабляют диффузионные процессы. Их действие усиливается, если вводится не один, а несколько элементов, ослабляющих диффузию, По этой причине жаропрочные стали легируют, как правило, набором разных элементов.

Виды жаропрочных сталей

Процессы диффузионного обмена бывают заторможены и тогда, когда сталь не подвергается полиморфным превращениям. Поэтому в качестве жаропрочных очень часто используют сложнолегированные чисто ферритные или аустенитные стали. Стали ферритного класса до последнего времени использовали лишь как жаростойкие. Однако в последнее время разработали и успешно внедряют и жаропрочные ферритные стали, например сталь 12Х2МВ8ФБ (ЭП503), упрочненную частицами интерметаллидной фазы FeW. Аустенитные стали содержат 12−20% Сr, им свойственна значительно более высокая жаропрочность. Особенно широко применяют аустенитные стали с использованием в качестве аустенитообразующего элемента 7−30% Ni. Никель сам по себе относится к коррозионностойким металлам и повышает коррозионную стойкость сталей в растворах солей и щелочей, а также в слабокислых средах. При его содержании до 20−30% он повышает жаропрочность железо-хромистых сплавов. В связи с высокой стоимостью никеля в некоторых жаропрочных сталях его частично или полностью заменяют другим аустенитообразующим элементом — марганцем. Его действие как аустенитообразующего элемента значительно слабее, особенно при высоком содержании хрома, поэтому вместе с Mn целесообразно вводить небольшое количество никеля 2−4% или азота. Для получения высокой жаропрочности рекомендуются присадки углерода с ванадием, молибденом, вольфрамом, ниобием и азотом.

Межкристаллитная коррозия

Хромоникелевые, хромоникель-марганцевые и хромомарганцевые жаропрочные стали хорошо противостоят общей коррозии, но чувствительны к межкристаллитной коррозии, особенно после медленного охлаждения в интервале температур 500−850°С. Объясняется это выделением при этих температурах карбидов хрома по границам зерна. В растворах электролитов карбиды образуют с обедненными углеродом участками зерна гальванические пары. В результате структурной неоднородности границы зерен подвергаются более сильному коррозионному разъеданию. Аустенитные стали становятся нечувствительными к интеркристаллитной коррозии, если содержание углерода в стали меньше предела растворимости его в аустените при комнатной температуре, т. е. менее 0,02−0,03%.

Производство

Жаропрочную сталь с таким низким содержанием углерода в дуговых электропечах выплавить затруднительно. Поэтому при выплавке коррозионностойких аустенитных сталей верхний предел содержания углерода устанавливают обычно на уровне 0,08−0,12%, а дальнейшее понижение концентрации углерода в растворе осуществляется присадками сильных карбидообразующих элементов — титана или ниобия. Количество вводимого титана определяется содержанием углерода, и для достаточно полного связывания углерода количество титана должно минимум в пять раз превышать количество углерода. Высокое содержание хрома и титана в сталях такого типа обусловливает интенсивное окисление металла при разливке с образованием в изложнице на поверхности металла корочки, богатой окислами и нитридами титана. Завороты корочки при наполнении изложницы приводят к многочисленным дефектам поверхности слитка жаропрочной стали, которые вынуждают подвергать слиток сплошной обдирке на глубину 10−20 мм.
Оставшиеся в теле слитка скопления нитридов и окислов образуют краевую или общую неоднородность макроструктуры — так называемую титановую пористость. Степень развития этого дефекта жаропрочной стали возрастает с увеличением содержания титана в металле.

Купить, цена

На складе Evek GmbH в наличии широкий ассортимент изделий из жаропрочных нержавеющих сталей различных марок по оптимальным ценам. Предлагаем выгодные условия поставок для оптовых и розничных покупателей. На нашем сайте вы найдете всю необходимую информацию, К вашим услугам опытные менеджеры-консультанты, которые всегда готовы помочь с выбором. Качество продукции гарантируется строгим соблюдением норм производства на всех этапах. Сроки поставок минимальные. На оптовые заказы предусмотрены льготные скидки.