Жаропрочная жаростойкая нержавеющая сталь

Жаростойкая нержавеющая сталь - это специальный нержавеющий сплав, устойчивый к коррозионному разрушению поверхности в газовых средах при температурах свыше 550 °C, работающий в ненагруженном или слабо нагруженном состоянии. Такую сталь часто называют окалиностойкой (окалиностойкая нержавеющая сталь).

Жаркостойкая сталь характеризуется в первую очередь значительным сопротивлением окислению при высоких температурах. Такая сталь легирована химическими элементами, изменяющими состав и строение окалины. Вследствие этого и повышается уровень жаростойкости. Результатом добавления в нержавеющую сталь необходимого количества хрома (Cr) или кремния (Si), обладающих большим сродством с кислородом (O), чем железо (Fe), в процессе окисления на поверхности образуются плотные окислы на основе хрома или кремния. Образовавшаяся тонкая защитная пленка из этих оксидов значительно усложняет процесс дальнейшего окисления. Для обеспечения жаростойкости до температуры 1100 °C, сталь должна содержать более 28% хрома. Но лучшие результаты жаростойкости достигаются при одновременном легировании стали и хромом и кремнием.

Жаропрочная нержавеющая сталь - это тип / вид стали, пригодный для использования в условиях высоких температур и в условиях высоконагруженного состояния в течение длительного времени без заметной деформации и разрушения. Основными характеристиками жаропрочной стали является ползучесть и прочность. Длительная прочность, в свою очередь - это условное напряжение, под действием которого сталь при температуре разрушается через заданный длительный промежуток времени.

Уровни термостойкости марок нержавеющей стали отличаются в зависимости от типа используемой марки. В целом ферритные и мартенситные марки имеют более низкую термостойкость, чем аустенитные. Это означает, что они лучше подходят для применения при низких температурах, например для сварки или пайки. Аустенитные сорта, как правило, имеют более высокие уровни термостойкости и могут использоваться там, где температура может превышать 427 °C.

Выбирая металл для применения в конкретных рабочих условиях, часто необходимо знать, будет ли сплав подвергаться температуре в течение нескольких секунд, нескольких минут или часа или больше. Кратковременная периодическая экспозиция, прерываемая удалением из печи для охлаждения, называется периодической экспозицией, тогда как длительное погружение в печь называется непрерывной экспозицией.
Дело в том, что металлический сплав может иметь различные допуска к воздействию высоких температур в зависимости от того, каким будет влияние: непрерывным или периодическим. Вот несколько примеров непрерывных и периодических ограничений температуры нержавеющей стали:
AISI 304
Непрерывный: 925 °C;
Периодический: 870 °C;
AISI 309
Непрерывный: 1095 °C;
Периодический: 980 °C;
AISI 310
Непрерывный: 1150 °C;
Периодический: 1025 °C;
AISI 316
Непрерывный: 925 °C;
Периодический: 870 °C;
AISI 410
Непрерывный: 705 °C;
Периодический: 815 °C;
AISI 420
Непрерывный: 620 °C;
Периодический: 735 °C;
AISI 430
Непрерывный: 815 °C;
Периодический: 870 °C;
Возможно, вы заметили странную и потенциально противоречивую тенденцию сплавов нержавеющей стали серии 300, перечисленных здесь. В частности, их рекомендуемая максимальная температура непрерывного использования выше, чем ограничение температуры для периодического использования. Естественно предположить, что влияние на металл высоких температур в течение более короткого времени приведет к меньшей нагрузке на него, чем длительное воздействие.

Периодичность воздействия температуры на металл создает стрессовый фактор, отличный от постоянного температурного фактора. Такое явление известно как "термический цикл". Когда кусок металла быстро переключается между экстремальными температурами, может произойти несколько вещей.
Когда металл нагревается, он может расширяться, а затем сжиматься, когда охлаждается. Кроме того, стальные сплавы в условиях, подобных печи, могут образовывать накипь на своей поверхности - своего рода чешуйчатое вещество, образованное из железа и оксида железа. Это вещество заменяет наружный слой металла.
При неоднократном изменении высоких и низких температур накипь может начать трескаться и раскалываться, ослабляя форму металла. Это может произойти из-за разницы в коэффициенте расширения между сердцевиной металла из нержавеющей стали и его поверхностью окалины. Говоря простым языком, внутренняя часть металла расширяется или сжимается с одной скоростью, а окалина на поверхности - с другой. Эта разница приводит к тому, что металл начинает распадаться, слой за слоем, пока он наконец полностью не выйдет из строя.

Выбор лучшего нержавеющего сплава для ваших конкретных задач зависит не только от того, какую температуру сплав может выдержать для периодического и / или постоянного использования, но и от стоимости этого сплава и его производительности.
В других случаях вам может понадобиться учитывать химическую стойкость металла в дополнение к его рабочей температуре. Это сможет сохранять ваши конструкции и детали при одновременном воздействии нескольких процессов (температурного и химического воздействия).