Ruvzdorná ocel: druhy, druhy a složení žáruvzdorných ocelí a slitin

Žáruvzdorná ocel se používá při výrobě různých dílů, které přicházejí do styku s agresivním prostředím a jsou vystaveny značnému zatížení, vibracím a vysokým tepelným účinkům. Patří sem například následující produkty: turbíny, pece, kotle, kompresory atd. Níže jsou uvedeny charakteristiky žáruvzdorných, žáruvzdorných slitin, klasifikace, jakosti a vlastnosti jejich použití.

Žáruvzdorná ocel (nebo odolná proti okují) je kovová slitina používaná v nezatíženém nebo mírně zatíženém stavu a schopná odolávat plynové korozi po dlouhou dobu při vysokých teplotách (více než 550 ºС). Žáruvzdorné kovy jsou výrobky, které si při vysokých tepelných vlivech zachovávají svou strukturu, nehroutí se a nejsou náchylné k plastické deformaci. Důležitou vlastností těchto kovů je podmíněná mez tečení a dlouhodobá pevnost. Žáruvzdorné slitiny mohou být žáruvzdorné, ale ne vždy tomu tak je, takže v agresivním prostředí se mohou rychle poškodit oxidací.

Vlastnosti žáruvzdorných a žáruvzdorných slitin

Pro zvýšení tepelné odolnosti se používají legující přísady, které zlepšují i ​​pevnost kovů. Díky legování se na povrchu slitin vytváří ochranný film, který snižuje rychlost oxidace produktů. Hlavní legující prvky: nikl, chrom, hliník, křemík. Během procesu ohřevu se tvoří ochranné oxidové filmy (Cr,Fe)2O3, (Al,Fe)2O. Při obsahu 5–8 % chrómu se tepelná odolnost oceli zvyšuje na 700–750 stupňů Celsia, u 17 % chrómu – až 1000 stupňů, u 25 % chrómu – až 1100 stupňů.

Žáruvzdorné druhy kovů jsou slitiny na bázi železa, niklu, titanu, kobaltu, zpevněné vysrážením přebytečných fází (karbidy, karbonitridy atd.). Chromniklové a chromniklmanganové oceli mají tepelnou odolnost. Při vystavení vysokým teplotám nejsou náchylné k tečení (pomalá deformace při konstantním zatížení). Teplota tavení žáruvzdorné oceli je 1400-1500 °C.

Klasifikace žáruvzdorných a žáruvzdorných slitin

Při teplotách do 300 ºС se používá běžná konstrukční (uhlíková) ocel – odolný a tepelně odolný kov. Pro práci v podmínkách nad 350 ºС je vyžadováno použití tepelně odolných kovů. Hlavní typy slitin se zvýšenou tepelnou odolností a tepelnou pevností:

• perlitické, martenzitické a austenitické;
• slitiny kobaltu a niklu;
• žáruvzdorné kovy.

Perlitické žáruvzdorné oceli zahrnují kotlové oceli a silchromy obsahující malé procento uhlíku. Teplota rekrystalizace materiálu se zvyšuje v důsledku legování molybdenem, chromem a vanadem. Slitiny se vyznačují dobrou svařitelností. Výroba martenzitických ocelí se provádí pomocí perlitických a chromových přísad, kalení při 950–1100 ºС. Obsahují více než 0,15% uhlíku, 11-17% chrómu, malá množství niklu, wolframu, molybdenu, vanadu. Martenzitické oceli jsou odolné vůči korozi v alkalických a kyselých roztocích, vysoké vlhkosti a při tepelném zpracování při 1050 stupních mají vysokou tepelnou odolnost.

Žáruvzdorné austenitické oceli mohou mít homogenní nebo heterogenní strukturu. Slitina s homogenní strukturou, která není tepelně zpracována, obsahuje minimum uhlíku a mnoho legujících prvků, což zajišťuje odolnost proti tečení. Takové materiály jsou vhodné pro použití při teplotách do 500 °C. V heterogenních tuhých roztocích, zpevněných tepelným zpracováním, vznikají karbidové, intermetalické a karbonitridové fáze, což zajišťuje použití žáruvzdorných slitin při namáhání při teplotách do 700 °C.

Slitiny niklu a kobaltu se používají při teplotách do 900 °C: používají se při výrobě turbín proudových motorů a jsou to nejlepší tepelně odolné materiály. Slitiny kobaltu mají o něco horší tepelnou odolnost než slitiny niklu a jsou vzácnější. Vyznačují se vysokou tepelnou vodivostí, odolností proti korozi při vysokých teplotách a strukturální stálostí při dlouhodobém provozu.

Obsah niklu ve slitině niklu je přes 55 %, uhlíku 0,06-0,12 %. V závislosti na struktuře existují homogenní (nichromy) a heterogenní (nimonické) slitiny niklu. Nichromy na bázi niklu obsahují chrom jako legovací přísadu. Vyznačují se nejen tepelnou odolností, ale také vysokou tepelnou odolností. Nimonics se skládá z 20 % chrómu, 2 % titanu, 1 % hliníku. Třídy slitin: KhN77TYU, KhN55VMTFKYu, KhN70MVTYUB.

Při teplotách do 1500 stupňů a vyšších mohou pracovat žáruvzdorné slitiny vyrobené z žáruvzdorných kovů: wolfram, niob, vanad atd.

Nejoblíbenější je slitina molybdenu. Pro legování se používají prvky jako titan, zirkonium a niob. Aby se zabránilo korozi, je produkt silikonizován, což má za následek vytvoření ochranného povlaku na povrchu. Ochranná vrstva umožňuje používat tepelně odolné zařízení při teplotě 1700 stupňů po dobu 30 hodin. Dalšími běžnými žáruvzdornými slitinami jsou wolfram a 30 % rhenium, 60 % vanad a 40 % niob, slitina železa, niobu, molybdenu a zirkonu, tantal a 10 % wolframu.

Druhy žáruvzdorných a žáruvzdorných ocelí

Podle stavu struktury se rozlišují austenitické, martenzitické, perlitické a martenziticko-feritické žáruvzdorné kovy. Žáruvzdorné slitiny se dělí na feritické, martenzitické nebo austeniticko-feritické typy.

Perlitické třídy se složením chrom-křemík a chrom-molybden z žáruvzdorné oceli: Kh13N7S2, Kh10S2M, Kh6SM, Kh7SM, Kh9S2, Kh6S. Sloučeniny chrom-molybdenu 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ jsou vhodné pro použití při 450-550 °С, chrom-molybden vanadium 12Х1МФ, 15Х1М1Ф-15ФЛ při teplotách -1ФФХ. Používají se při výrobě turbín, uzavíracích armatur, pouzder přístrojů, parovodů, potrubí a kotlů.

Feritická ocel se vyrábí vypalováním a tepelným zpracováním, díky čemuž získává jemnozrnnou strukturu. Patří sem značky X28, X18SYU, 0X17T, X17, X25T, 1X12SYU. Obsah chrómu v takových slitinách je 25-33%. Používají se při výrobě výměníků tepla, zařízení pro chemickou výrobu (zařízení na pyrolýzu), zařízení pecí a dalších konstrukcí, které pracují dlouhou dobu při vysokých teplotách a nepodléhají velkému zatížení. Čím více chrómu je ve složení, tím vyšší je teplota, při které si ocel zachovává své výkonové vlastnosti. Žáruvzdorná feritická ocel nemá vysokou pevnost ani tepelnou odolnost, ale vyznačuje se dobrou tažností a dobrými technologickými parametry.

Martenziticko-feritická ocel obsahuje 10-14% chrómu, legující přísady vanad, molybden, wolfram. Materiál se používá při výrobě strojních prvků, parních turbín, zařízení jaderných elektráren, výměníků tepla pro jaderné a tepelné elektrárny, dílů určených pro dlouhodobý provoz při 600 ºC. Třídy oceli: 1Х13, Х17, Х25Т, 1Х12В2МФ, Х6СУ, 2Х12ВМБФР.

Austenitické oceli jsou široce používány v průmyslu. Žáruvzdorné a žáruvzdorné vlastnosti materiálu zajišťují nikl a chrom a legující přísady (titan, niob). Takové oceli si zachovávají technické vlastnosti, které jsou odolné vůči korozi při vystavení teplotám do 1000 ºC. Ve srovnání s feritickými oceli mají austenitické slitiny zvýšenou tepelnou odolnost a schopnost lisování, tažení a svařování. Tepelné zpracování kovů se provádí kalením při 1000–1050 °C.

Austeniticko-feritické oceli mají zvýšenou tepelnou odolnost ve srovnání s konvenčními slitinami s vysokým obsahem chrómu. Tyto kovy se používají při výrobě nezatížených výrobků, provozní teplota je 1150 ºC. Pyrometrické trubky jsou vyrobeny z třídy X23N13 a dopravníky pece, nádrže na cementaci, trubky jsou vyrobeny z třídy X20N14S2, 0X20N14S2

<b>Alfa-Steel je:</b>

• Široká nabídka všech typů půjčoven dostupných skladem.
• Profesionální logistika: – minimální doba dodání objednávky – 1 hodina; — minimální náklady na doručení – 800 rublů. (konsolidovaný náklad).
• Profesionální poradenství ohledně jakéhokoli produktu a služby.