Жаропрочная сталь


Жаропрочная сталь
Жаропрочная сталь
Фазы железоуглеродистых сплавов

Феррит (твердый раствор внедрения C в α-железе с объемно-центрированной кубической решеткой)
Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ-железе с гранецентрированной кубической решеткой)
Цементит (карбид железа; Fe3C метастабильная высокоуглеродистая фаза)
Графит стабильная высокоуглеродистая фаза

Структуры железоуглеродистых сплавов

Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит)
Мартенсит (сильно пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе с объемно-центрированной терагональной решеткой)
Перлит (эвтектоидная смесь, состоящая из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита)
Сорбит (дисперсный перлит)
Троостит (высокодисперсный перлит)
Бейнит (устар: игольчатый троостит) — ультрадисперсная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и карбидов железа

Стали

Конструкционная сталь (до 0,8 % C)
Инструментальная сталь (до ~2 % C)
Нержавеющая сталь (легированная хромом)
Жаростойкая сталь
Жаропрочная сталь
Высокопрочная сталь

Чугуны

Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит)
Серый чугун (графит в форме пластин)
Ковкий чугун (графит в хлопьях)
Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов)
Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит)


Жаропро́чная сталь — это вид стали, который используется в условиях высоких температур (от 0,3 части от температуры плавления) в течение определённого времени, а также в условиях слабонапряжённого состояния.

Главной характеристикой, определяющей работоспособность стали, является жаропрочность.

Содержание

Характеристика

Жаропрочность — это способность стали работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения. Основными характеристиками жаропрочности являются ползучесть и длительная прочность.

Ползучесть

Явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения называется ползучестью. Характеристикой ползучести является предел ползучести, характеризующий условное растягивающее напряжение, при котором скорость и деформация ползучести за определённое время достигают заданной величины. Если допуск даётся по скорости ползучести, то предел ползучести обозначается σ(сигма) с двумя индексами: нижний соответствует заданной скорости ползучести в %/ч (проценты в час), а верхний - температуре испытания. Если задаётся относительное удлинение, то в обозначение предела ползучести вводят три индекса: один верхний соответствует температуре испытания, два нижних — деформации и времени. Для деталей, работающих длительный срок (годы), предел ползучести должен характеризоваться малой деформацией, возникающей при значительной длительности приложения нагрузки. Для паровых турбин, лопаток паровых турбин, работающих под давлением, допускается суммарная деформация не более 1 % за 100000 часов, в отдельных случаях допускается 5 %. У лопаток газовых турбин деформация может быть 1-2 % на 100—500 часов.

Длительная прочность

Сопротивление стали разрушению при длительном воздействии температуры характеризуется длительной прочностью.

Длительная прочность — это условное напряжение, под действием которого сталь при данной температуре разрушается через заданный промежуток времени

Характеристика химического состава

Жаропрочные свойства в первую очередь определяются температурой плавления основного компонента сплава, затем его легированием и режимами предшествующей термообработки, определяющими структурное состояние сплава. Основой жаропрочных сталей являются твёрдые растворы или пересыщенныё раствор, способные к дополнительному упрочнению вследствие дисперсионного твердения.

Для кратковременной службы применяются сплавы с высокодисперсным распределением второй фазы, а для длительной службы — структурно-стабильные сплавы. Для длительной службы выбирается сплав несклонный к дисперсионному твердению.

Самым распространённым легирующим элементом в жаропрочных сталях является хром (Cr), который благоприятно влияет на жаростойкость и жаропрочность.

Высоколегированные жаропрочные стали из-за различных систем легирования относятся к различным классам:

  • мартенситно-ферритные (15Х12ВН14Ф),

Внутри каждого класса различаются стали с различным типом упрочнения:

карбидным,
интерметаллидным,
смешанным (карбидно-интерметаллидным).

Для котельных установок, работающих длительное время (10000-100000 часов) при температурах 500—580 °C, рекомендуются стали перлитного класса, введение молибдена в которые повышет температуру рекристаллизации феррита и тем самым повышает его жаропрочность.

Однако бо́льшую часть жаропрочных сталей, работающих при повышенных температурах, составляют аустенитные стали на хромоникелевой и хромомарганцевой основах с различным дополнительным легированием. Этои стали подразделены на три группы:

  • гомогенные (однофазные) аустенитные стали, жаропрочность которых обеспечивается в основном легированностью

твёрдого раствора;

  • стали с карбидным упрочнением;
  • стали с интерметаллидным упрочнением.

Литература

  • Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд./ В. Г. Сорокин и др. Науч. С77. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев — М.: «Интермет Инжиниринг», 2001—608с, илл. ISBN 5-89594-056-0

См. также

Примечания

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Жаропрочная сталь" в других словарях:

  • жаропрочная сталь — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN heat resisting steelhigh temperature steel …   Справочник технического переводчика

  • жаропрочная сталь — karščiui atsparus plienas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat resisting steel vok. hitzbeständiger Stahl, m rus. жаропрочная сталь, f; жаростойкая сталь, f; жароупорная сталь, f pranc. acier résistant à chaud, m; acier résistant à la …   Fizikos terminų žodynas

  • Жаропрочная сталь — сталь, противостоящая механическим нагрузкам при высоких температураx и обладающая высокими значениями предела ползучести и длительной прочности. Основными легирующими элементами жаропрочная стали являются Сr и Ni. Стали дополнительно легируют Mo …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • ЖАРОПРОЧНАЯ СТАЛЬ — сталь, противостоящая механическим нагрузкам при высоких температура и обладающая высокими значениями предела ползучести и длительной прочности. Основными легирующими элементами жаропрочной стали являются Cr и Ni. Стали дополнительно легируют Mo …   Металлургический словарь

  • Сталь — У этого термина существуют и другие значения, см. Сталь (значения). Сталь Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ… …   Википедия

  • сталь — и; ж. [нем. Stahl] Твёрдый ковкий металл серебристо серого цвета, сплав железа с углеродом и другими упрочняющими элементами. Нержавеющая с. Легированные стали. Производство, закалка стали. Марка, сорт, виды стали. С. для подшипников. С. кинжала …   Энциклопедический словарь

  • Сталь — Сталь (от немецкого Stahl) – сплав железа (основа) с углеродом (до 2 %) и другими элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. По химическому составу… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • СТАЛЬ — (от немецкого Stahl), ковкий сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. По химическому составу различают стали… …   Современная энциклопедия

  • Сталь — (от немецкого Stahl), ковкий сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. По химическому составу различают стали… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • СТАЛЬ — (польск. stal от нем. Stahl), сплав Fe (основа) с С (до 2%) и др. элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. По химическому составу различают стали… …   Большой Энциклопедический словарь


We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.