Окалиностойкость (жаростойкость)

^{Свойство стали сопротивляться окислению при высокой температуре называется окалииостойкостью,}

^{Окалиностойкой сталь становится в том случае, если при нагреве до высоких температур на ее поверхности образуется плотная,прочная защитная пленка окислов. Для получения защитной пленки сталь легируют Сг, Si, A1 и другими элементами}

Жаропрочные и окалиностойкие стали

^{До 600 оС -теплостойкие ,до 850 оС -жаропрочные, работающие в нагружен ном состоянии ,выше 550 0С окалиностойкие (жаростойкие), работающие в слабонагружещюм состоянии}

^{В группу теплостойких сталей входят углеродистые низколегированные и хромистые стали с различным дополнительным легированием. По структуре в нормализованном состоянии эти стали относятся к перлитному или мартенситному классам.}

^{К жаропрочным сталям относятся высоколегированные стали аустенитного класса на хромоникелееой или хромоникельмарганцовистой основе, дополнительно легированные другими элементами.}

^{По назначению жаропрочные стали можно разделить на клапанные, котельные, для паровых турбин, для газовых турбин и др.}

Клапанные стали(гост 5632—72)

^{Клапаны выпуска автомобильных и тракторных двигателей небольшой мощности изготовляют нз хромокремнистых сталей мартенситного класса- 40Х9С2 и 40Х10С2М называемых сильхромами. В состав сильхромов входит 9—14 % Сг и 1—3 % Si. Окалиностойкость до 800—900 °С}

^{Для экономии высокохромистой стали клапаны иногда изготавливают сварными: головку из сильхрома; а стержень — из менее легированной стали, обычно применяемой для впускных клапанов (40Х, 40ХН и др.).}

^{При температурах выше 600 еС жаропрочность сильхромов резко снижается.}

^{Для клапанов двигателей повышенной и высокой мощности применяют более жаропрочные стали, способные работать под нагрузкой при температурах до 700—750о С. Эти стали относятся к аустенитному классу и являются высоколегированными.-45Х14Н14В2М.}

Котлотурбинные стали

^{Изготовляют детали паросиловых установок тепловых электростанций (трубы пароперегревателей и паропроводов, лопатки паровых турбин, котлы сверхвысокого давления и др.), работающие длительное время (до 100 000-200 000 ч) при температуре нагретого до 540-560 оС пара и выше (до 650о С).}

^{Стали обыкновенного качества (Ст2 и СтЗ) и качественные: 12К, 15К, 16К, 18К, 20К (цифры в марке обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процентта, буква К - котельная сталь).-котлы низкого и среднего давления (до 6 МПа) с рабочей температурой до 400 ;С}

^{12ХМ,12Х1МФ,20Х3ВМФ- котлы высокого давления (до 10 МПа и более) с температурой перегрева 540-560оC (трубы пароперегревателей и паропроводов) Эти стали содер жат 0,08—0,2 % С, их легируют хромом, молибденом, ванадием.}

Жаропрочные стали и сплавы для газовых турбин

^{Для деталей газовых турбин различного назначения (для реактивных самолетов, судов, стационарных газотурбинных установок) работают при высоких температурах и больших нагрузках. Их изготавливают из жаропрочных сталей и сплавов}

^{При 550—600 °С с большими нагрузками используют теплостойкие 12 %-ные хромистые стали мартенситного класса. -13Х11Н2В2МФ. Вольфрам, молибден, ванадий, ниобий, микродобавки бора обеспечивают высокое сопротивление ползучести. Хром обеспечивает жаростойкость при рабочих температурах и умеренно повышает жаропрочность.}

^{После закалки с 1020 °С в масле или на воздухе и отпуска при 600 °С предел длительной прочности при 600о С за 100000 ч σ = 130-140МПа.}

^{При Т›600 °С теплостойкие стали мартенситного класса интенсивно разупрочняются, используют жаропрочные стали аустенитного класса Аустенитные жаропрочные стали разделяют на термически упрочняемые и термически неупрочняемые. Термически упрочняемые стали в свою очередь разделяют на стали с карбидным и стали с интерметаллидным упрочнением..}

^{1)Термически неупрочняемые стали применяют в основном для изготовления слабонагруженных деталей.- 12Х18Н9Т; 12Х25Н16Г7АР}

^{2)При Т до 600-700оС используют аустенитные стали с карбидным упрочнением-37Х12Н8Г8МФБ(диски и лопатки турбин, крепежные детали). Эти стали содержат 0,25-0,5 % С и легированы карбидообразующими элементами (ванадием, ниобием, вольфрамом, молибденом). Указанные элементы упрочняют аустенит и связывают углерод в специальные карбиды.}

^{3)Аустенитные стали с интерметаллидным упрочнением -10Х11Н23Т3МР, применяют для работы высоконагруженных деталей с наиболее высокой рабочей температурой (до 750—850о:С). Характерной особенностью состава жаропрочных сталей этой группы является пониженное содержание углерода (<0,1 %), большое количество никеля (до 35—37 %) и наличие титана и алюминия.}

^{Основной упрочняющей фазой является γ'-твердый раствор на основе интерметаллического соединения (Ni, Fe)}₃ ^{(Ti, A1). Нужные свойства сталь приобретает в результате зазалки и старения.}

^{Жаропрочные стали являются жаростойкими Жаростойкие стали не всегда обладают высокой жаропрочностью.}

^{К жаростойким сталям относятся, например, ферритные высокохромистые стали типа Х17 с содержанием углерода около 0,1 %. Наиболее высокой жаростойкостью обладают ферритные стали с 25—27 % хрома.}

^{В качестве жаростойких сталей широко используют хромоникелевые и хромомарганцевоникслевые аустенитные стали. По жаростойкости стали этой группы не имеют преимуществ перед сталями ферритного класса, они отличаются более высокой прочностью и технологичностью, способны к глубокой вытяжке, хорошо свариваются.}

^{Повышение жаростойкости аустепитных сталей достигается легированием их в большом количестве хрома. Хром ферритообразующий элемент и при увеличении его содержания для сохранения аустенитной структуры необходимо увеличивать содержание аустенитообразующего элемента никеля. Так, в стали с 22—25 % Сг (0,1 — 0,2 % С) аустенитная структура сохраняется при содержании не менее 17—20 % Ni.10Х23Н18, 20Х25Н20С2, 12Х25Н16Г7АР}