Жаропрочные и жаростойкие стали

В средах, отличающихся высокими агрессивными свойствами, используют аустенитные стали. К ним относятся как жаропрочные, так и жаростойкие сплавы.

Аустенитными именуются такие высоколегированные железные сплавы, которые достигли стабильно Υ-состояния и могут сохранить его при комнатной температуре. На представленной ниже картинке можно увидеть основные типы кристаллических решеток металлов, используемых в производственной среде. Для аустенитных материалов свойственен чаще второй тип - Гцк (кристаллическая гранецентрировання решетка). Его отличительной чертой является устойчивость характеристик при нагревании и охлаждении (вплоть до -200°С), потому такие сплавы не требуют прохождения стадии термического улучшения, как обычные конструкционные стали.

Основные типы кристаллических решеток

Какие химические элементы присутствуют в легированной аустенитной стали?

Хром

Присутствие в аустенитных сталях хрома играет значительную роль в создании качественного сплава. Они позволяет обеспечить достаточную коррозионную стойкость и жаропрочность.

Никель

Этот элемент отвечает за высокие показатели жаропрочности, технологичности и пластичности. Кроме того, он позволяет стабилизировать аустенитную структуру металла.

В стандартных аустенитных коррозионостойких сталях содержание основных веществ колеблется в следующих диапазонах:

• Хром - 12 - 18%;
• Никель - 8 - 30%;
• Углерод - 0.02 - 0.25%.

Указанные значения данных веществ не может быть превышено, особенно это касается углерода.

Структурная диаграмма Шеффлера для определения фазового состояния аустенитных сталей

Жаропрочные и жаростойкие аустенитные стали

Для работы при особенно высоких температурах с нагрузками и без используются особые виды аустенитных сталей – жаропрочные и жаростойкие с объемно-центрированной кристаллической решеткой (Оцк).

Жаропрочные стали способны работать при высоких температурах (от 550°С, то есть примерно от 0.3 значения их температуры плавления) без образования значительных деформаций и разрушения. Они рассчитаны на сохранение своих характеристик в присутствии умеренных нагрузок.

Жаростойкие сплавы не окисляются при значительном повышении температур. К их свойствам относят жаростойкость, окалиностойкость, которые материал приобретает за счет дополнительного легирования вольфрамом, бором, ниобием и пр. Такие материалы можно свободно применять до +1150 °С.

Жаропрочные аустенитные стали: химический состав и применение для сварных конструкций

Применение жаропрочных и жаростойких материалов

Невозможно представить современное производство крепежа без использования подобных материалов. Они активно задействуются в химической, нефтяной, газовой промышленности, энергетическом машиностроении и иных подобных отраслях производства.