Jak poznáte, že je ocel žáruvzdorná?

Žáruvzdorné oceli jsou oceli používané při velmi vysokých teplotách (od 0,3 dílu jejich bodu tání) po určitou dobu a také za podmínek složitého namáhání. Hlavním kritériem, které určuje vlastnosti ocelí, je tepelná odolnost. Tato vlastnost určuje provoz žáruvzdorných ocelí při zvýšených teplotách bez znatelné zbytkové deformace a destrukce. Tepelná odolnost je zase určena vlastnostmi, jako je tečení a dlouhodobá pevnost.

Creep je jev spojité deformace při konstantním napětí. Dotvarování je určeno limitem dotvarování. Právě to určuje tahové napětí, při kterém rychlost tečení a deformace dosáhnou dané hodnoty v určitém časovém období. V případě, že rychlost tečení určuje toleranci, pak je mez tečení označena sigma se dvěma indexy, kde spodní index udává specifikovanou rychlost tečení v %/h a horní index odpovídá zkušební teplotě. Díly, které jsou určeny pro poměrně dlouhodobý provoz, navržené na několik let, je mez tečení určena malou deformací, ke které dochází v důsledku provozu při dlouhodobém zatížení.

Dlouhodobá pevnost je podmíněné namáhání, jehož působení na ocel po dlouhou dobu za zvýšených teplotních podmínek vede po určité době k destrukci materiálu.

Stanovení tepelně odolných vlastností je založeno především na teplotě tání hlavní složky slitiny, jakož i na jejích režimech legování a předběžného tepelného zpracování, na kterých závisí strukturální stav slitiny. Žáruvzdorné oceli jsou založeny na pevných roztocích nebo přesycených roztocích, které mají schopnost dále zvyšovat pevnost v důsledku disperzního kalení.

K legování žáruvzdorných ocelí se nejčastěji používá chrom. Chrom totiž příznivě ovlivňuje tepelnou odolnost a tepelnou odolnost.

Žáruvzdorné oceli

Pro legování žáruvzdorných ocelí se používají různé systémy, podle kterých se žáruvzdorné oceli dělí do tříd:

• ферритные (08Х17Т, 1Х13Ю4, 05Х27Ю5);
• martenzitické (20Х13, 30Х13);
• martenziticko-feritické (15Х12ВН14Ф);
• austenitické (37Х12Н8Г8МФБ);
• perlit (Х6С, Х6СМ, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М a Х13Н7С2).

Každá třída zahrnuje oceli s různými typy kalení:

• karbid;
• intermetalické;
• smíšené (karbid-intermetalické).

Mezi oceli s martenzitickou vnitřní strukturou jsou nejběžnější tyto třídy:

• X5. Ocel této jakosti se používá k výrobě trub, jejichž provoz vyžaduje maximální teplotu 650 0 C;
• Х5М, Х5ВФ, Х6СМ, 1Х8ВФ, 1Х12Н2ВМФ. Tyto jakosti oceli se používají k výrobě výrobků, jejichž provoz se provádí při teplotě 500 – 600 0 C po určitou dobu (obvykle od 1000 do 10 000 hodin);
• 3Х13Н7С2 a 4Х9С2. Oceli těchto jakostí jsou hlavním materiálem pro výrobu výrobků pracujících při teplotách 850 – 950 0 C. Vzhledem k vlastnostem, které umožňují provoz v takových podmínkách, se materiál používá k výrobě ventilů motorů pro různá vozidla;
• 1Х8ВФ. Tato značka se používá k výrobě produktů, které jsou provozovány při maximální teplotě 500 0 C po dobu cca 10 000 hodin a více. Takové oceli jsou vynikajícím materiálem pro výrobu konstrukčních prvků parních turbín.

Martenzitické oceli jsou založeny na perlitu, jehož stav se může měnit v závislosti na kvantitativním obsahu chrómu. Aby se z takových ocelí získal materiál, který má vnitřní sorbitolovou strukturu a má zvýšenou tvrdost, kalí se při teplotě 950 – 1100 0 C, načež se popouští.

Chemické složení ocelových slitin s feritickou vnitřní strukturou, které patří do kategorie žáruvzdorných materiálů, obsahuje chrom v množství od 25 % do 33 %. Právě obsah chrómu určuje vlastnosti těchto ocelí. Aby výrobky vyrobené z takových ocelí měly jemnozrnnou strukturu, jsou výrobky podrobeny žíhání. Když jsou tyto oceli vystaveny teplotám okolo 850 0 C nebo více, zrna v jejich vnitřní struktuře se zvětší, což zvyšuje křehkost.

Stojí za zmínku, že v podmínkách vyžadujících dobrou odolnost vůči vysokým teplotám a agresivnímu prostředí se používají tepelně odolné plechy.

Stojí za zmínku, že v zásadě složení žáruvzdorných ocelí, které se provozují při zvýšených teplotách, obsahuje austenitické oceli na chromniklové a chrommanganové bázi s různými dodatečnými legováním. Existují tři skupiny těchto ocelí:

• homogenní austenitické oceli. Tepelná odolnost takových ocelí je ovlivněna legováním tuhého roztoku;
• oceli s tvrdokovem;
• oceli s intermetalickým kalením.

K tvorbě vnitřní struktury austenitických ocelí dochází v důsledku přítomnosti niklu v jejich složení a tepelná odolnost, jak je známo, je spojena s přítomností chrómu. Pokud je v základu oceli přítomen austenit, pak takové oceli patří do kategorie korozivzdorných ocelí. Při dlouhodobém působení vysokých teplot úspěšně odolávají tvorbě vrstvy vodního kamene.

Žáruvzdorné oceli jsou materiály, které pracují v nezatížených nebo málo zatížených podmínkách při vysokých teplotách (nad 550 0 C) a které jsou odolné proti poškození korozí v plynném prostředí.

Zpracování žáruvzdorných ocelí

Žáruvzdorné oceli lze zpracovávat různými technikami. Nejběžnější způsoby zpracování jsou:

• zpracování pomocí kobalt-wolframových fréz na šroubořezných soustruzích;
• kování;
• přesné ražení;
• lisování;
• broušení;
• přesné lití;
• leštění;
• řezání vodním paprskem;
• soustružení;
• frézování;
• řezání laserem;
• pájení;
• bodové svařování atd.

Za zmínku stojí, že nejběžnějšími svařovacími technologiemi jsou svařování žáruvzdorných ocelí pomocí elektrod a třením a také difúzní svařování

Aplikace žáruvzdorných ocelí

Žáruvzdorné oceli pro své jedinečné vlastnosti našly své uplatnění v mnoha oblastech lidské činnosti, zejména tam, kde jsou drsné provozní podmínky. To je způsobeno skutečností, že žáruvzdorné oceli jsou schopny odolat mechanickému zatížení při vysokých teplotách. Žáruvzdorné oceli tak našly své aktivní využití při výrobě různých produktů používaných ve strojírenském průmyslu. Nerezová žáruvzdorná ocel je hlavním materiálem, ze kterého se vyrábí tenké plechy válcované výrobky, bezešvé trubky, ale i různé celky pro potravinářský a chemický průmysl. Žáruvzdorné oceli se používají také při výrobě střel a jejich elektráren, elektráren stíhacích letadel a civilních letadel, plynových turbín lodí (lodě s plynovou turbínou) a lokomotiv (lokomotivy s plynovou turbínou). Vyrábějí se z nich plynové a parní turbíny, které se používají k vybavení stacionárních elektráren a kotelen, spalovacích komor a hutních pecí. Žáruvzdorné oceli se používají k čerpání ropy a ropných produktů, zemního plynu, hydrogenaci paliv atd. Používají se i v elektrárnách.

V současné době je podíl žáruvzdorných ocelí ve válcované oceli asi 50 % a tvoří asi polovinu celkové hmotnosti turbín.

Mnoho průmyslových podniků, různá zařízení, instalace a jednotlivé součásti strojních součástí pracují při vysokých teplotách. Pro dlouhodobý provoz v takových podmínkách musí mít všechny prvky a části konstrukcí, strojů a instalací speciální vlastnosti. K jejich výrobě se k tomuto účelu používají speciální žáruvzdorné a žáruvzdorné oceli a slitiny s odpovídající pevností a fyzikálními vlastnostmi.

Vlastnosti žáruvzdorných a žáruvzdorných ocelí a slitin

Mezi žáruvzdorné materiály patří oceli a slitiny, které vydrží vysoké zatížení a teploty při zachování všech pevnostních charakteristik. Na rozdíl od žáruvzdorných ocelí a slitin mohou žáruvzdorné oceli pracovat při teplotách nad 550 °C, ale po kratší dobu a při poměrně malém zatížení. Jejich hlavním znakem je přitom zachování chemické odolnosti povrchových vrstev pod vlivem vysokoteplotního plynného prostředí.

Většina nerezových ocelí je žáruvzdorná a odolná proti vodnímu kameni. Tabulka podle GOST 5632-2014 odráží údaje několika zástupců této skupiny ocelí.

Vlastnosti žáruvzdorných a žáruvzdorných ocelí GOST 5632-2014

Prvky jako chrom, hliník a křemík pomáhají zlepšit tepelnou odolnost legovaných ocelí. V tomto případě jsou Al a Si zaváděny v malých množstvích, protože při jejich vysokém obsahu dochází ke křehnutí a zhoršení technologických vlastností oceli. V tomto ohledu je hlavním prvkem pro vytváření tepelně odolných schopností v legované oceli chrom. Ale pro zvýšení tepelné odolnosti je ocel kromě chrómu legována titanem, molybdenem, niobem, wolframem a dalšími prvky. Neželezné slitiny na bázi hořčíku, titanu a hliníku mají také tepelnou odolnost, ale jsou podstatně menší než žáruvzdorné oceli.

Vlastnosti žáruvzdorných a žáruvzdorných ocelí

Pro žáruvzdornou válcovanou ocel jsou charakteristické následující vlastnosti:

• vysoká pevnost při zahřívání;
• odolnost vůči agresivnímu prostředí;
• odolnost při kritických teplotách;
• zvýšená tvrdost;
• dobrá tažnost a odolnost;
• široká škála jakostí oceli pro různé účely;
• odolnost proti tvorbě vodního kamene při vystavení vysokým teplotám.

Žáruvzdorné a žáruvzdorné oceli představují unikátní třídu materiálů schopných pracovat ve ztížených provozních podmínkách. Vydrží poměrně dlouhou dobu v podmínkách složitého zatížení a současného působení vysokých teplot a agresivního prostředí.

Aplikace žáruvzdorných a okuje odolných ocelí

Díly a konstrukce pracující ve střídavých, vysoce zatěžovaných podmínkách a dokonce i v podmínkách zvýšené teploty a agresivních vlivů prostředí jsou žádané ve všech průmyslových odvětvích.

Žáruvzdorné a žáruvzdorné oceli GOST 5632-2014 jsou použitelné pro výrobu:

• kuchyňské vybavení a různé vybavení;
• potrubí rekuperátorů a prvky zařízení pro elektrolýzu a pyrolýzu;
• výměníky tepla, kryty termočlánků a elektrody zapalovacích svíček;
• podpěry, závěsy a další prvky kotlů;
• části pecí a hořáků;
• části zařízení pro jaderné elektrárny a jaderné elektrárny, jakož i parní a plynové turbíny;
• Lodní kotle, retorty, mufle a armatury pecí;
• dlouhé a listové výrobky;
• přehříváky páry, potrubí pro přetlakové jednotky;
• šrouby, kotouče, vysoce zatížené díly;
• roštové tyče, motorové ventily;
• Potrubí a potrubí výfukového systému;
• plechové díly a prvky zařízení na přeměnu metanu a plynovodních systémů.

Některé oceli se také používají pro výrobu cementových boxů, pecních dopravníků, pyrometrických trubek, částí motorů, plamencových trubek, deflektorů, trysek a různých typů zatěžovaných dílů.

Kde koupit tepelně odolný válcovaný kov za konkurenceschopné ceny

LLC NPK OboronMetKhim nabízí široký sortiment vysoce kvalitních žáruvzdorných a žáruvzdorných ocelí, plechů a dlouhých výrobků za ceny od výrobce. Můžete si zakoupit a zajistit doručení velkoobchodní objednávky na telefonním čísle +7 (812) 209-13-95 nebo e-mailem na [email protected]. Dodávka je možná ve všech směrech Ruska a zemí SNS.