16 октября 2020
Для изготовления изделий, работающих в условиях повышенных температур и перманентного механического напряжения, сегодня применяется жаропрочная сталь, которая отличается повышенной термической стойкостью. Продолжительная износостойкость и медленная ползучесть (деформация под воздействием постоянной нагрузки) – две ключевые характеристики жаропрочных сплавов, благодаря которым сталь этой категории обладает вышеупомянутыми свойствами. Сегодня рабочие температурные режимы деталей из жаропрочной стали могут достигать отметки 1100 °С без остаточной деформации.
Жаропрочная сталь производится по особым технологиям, включающим предварительную термообработку и, как правило, легирование хромом с добавлением других элементов, увеличивающих прочность и термостойкость - титан, никель, молибден. Наличие никеля обуславливает хорошую свариваемость жаропрочной стали, а молибденовые сплавы имеют самую высокую температуру рекристаллизации ферритных кристаллических решёток.
Жаропрочные стали подразделяются на три большие подгруппы, которые обладают различными техническими и потребительскими свойствами и, соответственно, разной областью применения.
Жаропрочная сталь высоколегированная – высокостойкий сплав, отличающийся повышенным содержанием хрома, никеля и молибдена. Кроме того, тот тип стали характеризуется низким количеством побочных примесей, что увеличивает прочность при длительной эксплуатации в условиях повышенных температур. Высоколегированная сталь обладает впечатляющей ударной вязкостью и низкими показателями ползучести. Этот класс стали применяется в производстве деталей, которые длительное время работают в условиях высоких температур (до 600 °С) – лопатки турбин, диски компрессоров, клапана и пр.
Жаропрочная сталь низколегированная содержит хром и молибден, которые придают металлу более высокую износостойкость, но определяют более низкие, по сравнению с высоколегированной сталью, рабочие температуры. Низколегированные сплавы применяются для изготовления валов, фланцев, различных сортовых заготовок, эксплуатация которых осуществляется при температурах не выше 450 °С.
Третий вид жаропрочных сплавов – это так называемая релаксационная сталь, которая отличается повышенным содержанием углерода, что обуславливает максимально низкую ползучесть и высокую упругость кристаллической решётки. Эти свойства позволяют с успехом применять жаростойкую релаксационную сталь в производстве пружин, шпилек, болтов, фиксирующих упругих скоб и других деталей, рассчитанных на эксплуатацию при температурных режимах до 500 °С.
Таким образом, жаропрочная сталь является самым оптимальным материалом для изготовления термически стойких прочных деталей различного предназначения. Сегодня производство жаропрочных сплавов занимает почти половину мирового стального проката, что убедительно демонстрирует важность и перспективность этого класса металла.