Жаропрочная сталь
Сталь, которая применяется при высоких температурах в продолжение определенного количества времени, а так же при слабо напряженном состоянии, является жаропрочной сталью. Жаропрочностью является то, что сталь способна работать при повышенных температурах без видимого остаточного деформирования и разрушения под напряжением. Главными свойствами, которыми обладает жаропрочность, являются долговременная прочность и ползучесть.
На свойства жаропрочности, в первую очередь, влияет температура, при которой плавится основной компонент сплава, затем его легирование и режимы предыдущей термообработки. Они определяют структуру сплава. Основа жаропрочной стали состоит из твердых растворов или перенасыщенных растворов, которые способны в процессе дисперсионного твердения приобретать дополнительное упрочнение. В зависимости от длительности срока службы сплавы бывают нескольких видов.
При кратковременной службе используются сплавы, имеющие высокодисперсное распределение второй фазы. При длительной службе применяется структурно-стабильный сплав. В этом случае подбирается сплав, не имеющий склонность к дисперсионному твердению. Самый распространенный легирующий элемент, применяемый в жаропрочных сталях, это хром (Cr). Он оказывает благоприятное воздействие на жаропрочность и жаростойкость.
В зависимости от вида систем легирования высоколегированная жаропрочная сталь делится на несколько классов. Это ферритная сталь, мартенситная (20Х13, 30Х13), мартенситно-ферритная (15Х12ВН14Ф), аустенитная (37Х12Н8Г8МФБ). Каждый класс стали имеет различные типы упрочнения: карбидный, интерметаллидный, смешанный (карбидно-интерметаллидный).Сталь перлитного класса рекомендуется применять для котельных устройств, которые работают продолжительное время (10000-100000 часов). Эта сталь имеет повышенную жаропрочность за счет введенного в нее молибдена, который увеличивает температуру рекристаллизации феррита.
Но самая большая часть жаропрочных сталей, которые работают в условиях повышенных температур, состоит из аустенитных сталей на хромомарганцевой и хромоникелевой базах с разным добавочным легированием. Данные стали подразделяются на три вида. Это стали с карбидным упрочнением, гомогенные (однофазные) аустенитные стали, у которых жаропрочность в основном образуется за счет легированности твердого раствора. Так же существуют стали, имеющие интерметаллидное упрочнение.
Немаловажное значение для развития жаростойких сталей имеет вопрос экономичности. Она зависит от трех главных показателей: экономного легирования, технологичности процесса передела металла и выхода пригодного продукта, уровня эксплуатационных качеств.
