Каково назначение теплоустойчивых сталей

Обновлено: 09.05.2024

Характеристика сталей. Теплоустойчивые стали предназначены для длительной работы при температуре 450. 600°С. По степени легирования их можно подразделить на три основные группы: низко-, средне- и высоколегированные стали. Низко- и среднелегированные часто называют сталями перлитного класса, хотя в зависимости от химического состава и скорости охлаждения при термической обработке они могут иметь широкую гамму структур: от преимущественно ферритной до мартенситной. Для этого класса сталей характерны структурные изменения в ЗТВ, связанные с перегревом под воздействием термического цикла сварки и γ -->α – превращением с различными продуктами распада аустенита в зависимости от содержания углерода, легирующих элементов и скорости охлаждения в критическом интервале температур.

Теплоустойчивые стали перлитного класса относятся к группе улучшаемых сталей, которые упрочняются путем термической обработки. Характерная особенность этих сталей – большая чувствительность к скоростям охлаждения. Вследствие различных скоростей охлаждения от температуры Ас3 даже при одинаковом химическом составе могут образовываться различные структуры, и металл будет иметь разные механические свойства при нормальной и высоких температурах.

На структуру стали значительное влияние оказывают легирующие элементы. Молибден – один из наиболее эффективных элементов, способствующих образованию бейнитных структур. Определенное его количество позволяет достигнуть относительно хорошего сочетания прочности и пластичности стали. В присутствии молибдена в стали образуются карбиды хрома и ванадия: карбиды хрома выделяются в основном по границам зерен, а весьма дисперсные карбиды ванадия распределяются равномерно по всему объему металла и резко повышают сопротивляемость деформации твердого α-раствора. Одновременно большая их термодинамическая стойкость препятствует коагуляции, что исключительно важно для сохранения при высоких температурах жаропрочных свойств стали в условиях длительного нагружения.

В условиях высоких температур (особенно при длительном их воздействии) снижаются прочность и твердость металла, изменяются его пластичность и вязкость, металл становится хрупким, в определенных температурных интервалах изменяется его микроструктура Поэтому нагрузку, которую металл способен выдержать в течение десятков и сотен часов при нормальной температуре, может быстро разрушить металл при повышении температуры. В металле, длительно работающем в условиях высоких температур, большое значение приобретают такие явления, как ползучесть и релаксация, не наблюдающиеся при температуре, близкой к нормальной. Поэтому кроме обычных механических свойств (временного сопротивления разрыву σв пределу текучести σт и др.), эти стали должны обеспечить требования по длительной прочности (напряжениям, вызывающим разрушение металла при заданной высокой температуре за определенный промежуток времени - 100, 1000 ч и т.д.) и условному пределу ползучести σп (напряжению, при котором через определенный промежуток времени, например 100 000 ч, при заданной высокой температуре деформация ползучести не превысит заданное значение, например, 1. 1,5 %).

Сварка теплоустойчивых сталей сопровождается изменением свойств свариваемого металла, связанным с его расплавлением и кристаллизацией при образовании шва, а также структурным изменением в ЗТВ. Это обусловливает физико-химическую неоднородность сварных соединений и образование местного сложнонапряженного состояния, что может ухудшить работоспособность и эксплуатационную надежность конструкций. Степень неоднородности сварных соединений определяется свойствами основного и наплавленного металлов, технологией сварки и размерами свариваемых изделий.

Химической состав низколегированных хромомолибденовых или хромомолибденованадиевых теплоустойчивых сталей существенно влияет на их свариваемость, повышая или снижая закаливаемость и чувствительность к надрезам.

Это требует проведения контроля режимов: предварительного подогрева, термического режима сварки, медленного охлаждения или нагрева после сварки, термической обработки после сварки. Таким образом, свариваемость оценивается степенью соответствия свойств сварных соединений основному металлу, сопротивляемостью металла шва и околошовной зоны образованию трещин.

теплоустойчивая сталь

Сталь — [steel] 1. Сплав железа с углеродом, содержащий от 0,025 до 2,14 % С, постянные примеси, а также легирующие элементы. 2. Вид продукции металлургического производства в ЧМ (Смотри также Прокат). Сталь классифицируется в национальных стандартах и… … Энциклопедический словарь по металлургии

сталь для холодного выдавливания и высадки — [cold heading steel] горячекатаная калибровонная сталь круглого или шестигранного сечения, а также круглая сталь со специальной отделкой поверхности, предназначенная для изготовления изделий методом холодного выдавливания и высадки, для которой… … Энциклопедический словарь по металлургии

сталь для железнодорожного транспорта — [railway steel] конструкционная углеродная и низколегированная сталь, используемая при строительстве наземных железнодорожных путей (рельсы, стрелки, рельсовые скрепления и др.) и подвижного железнодорожного состава (колеса, бандажи, оси и др.).… … Энциклопедический словарь по металлургии

сталь Гадфильда — [Hadfield steel] высокомарганцовистая аустенитная сталь, содержащая 0,9 1,3 % С и 11 14 % Mn (типа 110Г13); разработана немецким инженером Гадфильдом в 1883 г. Сталь Гадфильда при низкой твердости обладает необычно высокой износостойкостью при… … Энциклопедический словарь по металлургии

специальная сталь — [special] сталь для изготовления каких либо специальных изделий или деталей (в зависимости от стали общего назначения). Специальная сталь может быть как углеродистой, так и легированной (термин «специальная сталь» часто неправильно… … Энциклопедический словарь по металлургии

полуспокойная сталь — [semi killed steel] сталь, полученная при раскислении жидкого металла (обычно Mn и Al) менее полно, чем при выплавке спокойной стали, но большем, чем при выплавке кипящей стали; в изложнице такая сталь не «кипит», но происходит рост головной… … Энциклопедический словарь по металлургии

подшипниковая сталь — [bearing steel] высокоуглеродистая легированная сталь, содержащая около 1 % С и 0,4 0,7 % Cr, а также Si и Mn и предназначенная для изготовления колец, шариков и роликов подшипников качения; после упрочнения в результате мартенситного превращения … Энциклопедический словарь по металлургии

мартенситно-стареющая сталь — [maraging steel] высоколегированная безуглеродистая (0,03 % С) конструкционная сталь, содержащая 5 20 % Ni, а также Со, Mo, Ti, Al и другие элементы; после закалки на воздухе и старения в интервале 450 520 °С структура стали состоит из пластичной … Энциклопедический словарь по металлургии

инструментальная легированная сталь для горячего деформирования — [hot deforming tool alloyed steel] среднеуглеродистая среднелегированная (Cr, Мо, W, V и др.) сталь, преимушественно предназначенная для горячего деформирования металлов и других материалов (штамповка, прессование, высадка, резка и т. п.), а… … Энциклопедический словарь по металлургии

арматурная сталь — [reinforcing steel] горячекатанный круглого сечения прокат гладкого или периодического профиля диаметром 10 80 мм или проволока диаметром 6 8 мм для армирования обычных или предварительно напряженных железобетонных конструкций. Арматурная сталь… … Энциклопедический словарь по металлургии

Теплоустойчивые стали — характеристика, виды

Теплоустойчивые стали — это стали, использование которых происходит в повышенных температурных режимах Они используются в производстве котлов, паронагревателей, авиационной и ракетно-космической техники. Также теплоустойчивая сталь нашла применение в химическом и нефтяном машиностроении.

Теплоустойчивые стали — характеристика

Теплоустойчивая сталь — это сплав, который способен выдерживать температуры до 650С и давление до 250-300 атмосфер. Еще одной особенностью является кратковременная и длительная прочность. Стали такого вида активно используются в агрессивной среде 10-100 тысяч часов.

Наиболее распространенными являются низколегированные теплоустойчивые стали. То есть содержание легирующих компонентов не более 4%. Исключением являются хромистые коррозионностойкие стали. Они могут содержать до 12% легирующих веществ. Обычно теплоустойчивые стали содержат 0,5–3,3 % Cr; 0,25–1,2 % Мо; 0,15–0,8 % V. Некоторые марки содержат 0,3–0,8 % W либо Nb.

Высокий уровень механических характеристик получается благодаря предварительной термообработке. Сталь поддается нормализации, закалке и высокотемпературному отпуску.

Химической состав теплоустойчивых сталей значительно влияет на свариваемость материала, повышая или снижая закаливаемость и чувствительность к надрезам.

Назначение теплоустойчивых сталей

Теплоустойчивые стали изготавливаются в соответствии с ГОСТ 20072-74, согласно которому главное предназначение материала — использование для производства деталей, функционирующих в нагруженном состоянии при температурном режиме до 600С на протяжении долгого времени.

Для сварки теплоустойчивых сталей важными являются химические и физические особенности. Наиболее важными показателями являются жаростойкость, длительности прочности, сопротивления ползучести, стабильности свойств.

Классификация теплоустойчивой стали

По видам обработки сталь бывает:

  1. Горячекатаная. Изготовляется методом горячей прокатки.
  2. Кованая. Изготавливается с помощью ковки. . Это сталь, которая подвергается дополнительной обработке методом холодного волочения с небольшими обжатиями.
  3. калиброванная шлифованная. Это калиброванная сталь особо точных сортов.

По состоянию материала подразделяются на:

  1. без термообработки;
  2. термически обработанная;
  3. закаленная.

Закалка стали – это вид термообработки, который заключается в нагревании стали на 30—50 градусов по Цельсию выше критической точки.

По назначению выделяются следующие группы:

Обработка металлов давлением – это такой процесс, благодаря которому металлу придается необходимая форма и размер под воздействием силы.

  1. Для холодной обработки механическим способом (обтачивании, фрезеровки и иной обработки по всей площади поверхности).
  2. Для холодного волочения. При использовании такого способа уменьшается поперечное сечение заготовки. Длина при этом становится больше.

Марки теплоустойчивой стали

Наиболее популярными марками теплоустойчивой стали являются 12К, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К, 12МХ, 12Х1МФ, 25Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20ХЗМВФ, 15Х5М, 15ХМ.

Купить теплоустойчивые стали в Минске

Купить теплоустойчивые стали Вы можете в нашей компании. Наша организация занимается поставкой металлопроката малотоннажными партиями более 10 лет. Благодаря своему профессионализму мы получили доверие клиентов. У нас Вы можете приобрести качественные конструкционные стали, сортовой прокат, метизы. Вся продукция имеет отличное качество. Цены у нас выгодные. Звоните нашим менеджерам. Будем рады сотрудничеству.

Теплоустойчивая сталь изготовляется согласно ГОСТ 20072-74
ГОСТ 20072-74 - стандарт распространяется на легированную теплоустойчивую сталь перлитного и мартенситного классов горячекатаную и кованую диаметром или толщиной до 200 мм, калиброванную, изготовляемую в прутках, полосах и мотках.

Теплоустойчивые стали предназначаются для изготовления деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 600 град.

С в течение длительного времени. В части норм химического состава стандарт распространяется на слитки, все виды проката, поковки и штамповки

Сталь теплоустойчивая ГОСТ 20072-74 сталь 12МХ, 12Х1МФ, 20Х1М1Ф1ТР, 20Х1М1Ф1БР, сталь 25Х1МФ, 18Х3МВ, 20Х3МВФ, 15Х5, 15Х5М сталь, 15Х5ВФ, 12Х8ВФ по ГОСТ 20072-74

Рекомендации по применению теплоустойчевых сталей:

  • Сталь 12МХ и сталь 12Х1МФ - Трубы пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления, поковки для паровых котлов и паропроводов, детали цилиндров газовых турбин.
  • Сталь 20Х1М1Ф1ТР и сталь 20Х1М1Ф1БР - Крепежные детали турбин и фланцевых соединений паропроводов и аппаратуры
  • Сталь 25Х1МФ - Болты, плоские пружины, шпильки и другие крепежные детали.
  • Сталь 18Х3МВ - Трубы для гидрогенизационных установок.
  • Сталь 20X3МВФ - Роторы, диски, поковки, болты. Трубы высокого давления для химической аппаратуры и гидрогенизационных установок.
  • Сталь 15X5 - Трубы, детали насосов, лопатки турбомашин, подвески котлов.
  • Сталь 15Х5М и сталь 15Х5ВФ - Для корпусов и внутренних элементов аппаратуры и нефтеперерабатывающих заводов и крегинговых труб, детали насосов, задвижки, крепеж.
  • Сталь 12Х8ВФ - Трубы печей, аппаратов и коммуникаций нефтезаводов.

По видам обработки теплоустойчивую сталь подразделяют:

  • горячекатаная
  • кованая
  • калиброванная
  • калиброванная шлифованная

По состоянию материала теплоустойчивые стали подразделяют:

  • без термической обработки
  • термически обработанная - Т
  • нагартованная - Н (для калиброванной стали)

В зависимости от назначения горячекатаная и кованая теплоустойчивая сталь подразделяются на подгруппы:

  • а - для горячей обработки давлением
  • б - для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и другой обработки по всей поверхности)
  • в - для холодного волочения (подкат)
    Назначение стали (подгруппа) должно быть указано в заказе.

Сортамент теплоустойчивой стали:

  • Круг горячекатаный ГОСТ 2590-88
  • Квадрат горячекатаный ГОСТ 2591-88
  • Круг и квадрат кованый ГОСТ 1133-71
  • Полоса горячекатаная ГОСТ 103-76
  • Полоса кованая ГОСТ 4405-75
  • Круг калиброванный ГОСТ 7417-75
  • Круг со специальной отделкой поверхности ГОСТ 14955-77
  • Квадрат калиброванный ГОСТ 8559-75
  • Шестигранник калиброванный ГОСТ 8560-78

Назначение теплоустойчивых сталей:
Теплоустойчивые стали ГОСТ 20072-74 предназначены для деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 6000С в течение длительного времени.

Свариваемость теплоустойчивой стали:
ограниченно или трудносвариваемая.

Теплоустойчивые стали

Сталь 20Х3МВФ Ш жаропрочная релаксационностойкая относится к сортовому прокату (сталь цементируемая перлитного класса).

Круг 25Х1МФ - универсальный вид металлопроката, который преимуществено используется в качестве заготовки.

Сталь релаксационно стойкая 20Х1М1Ф1ТР способна сохранять эксплуатационные качества на протяжении определенного периода времени в условиях высоких температур.

Сталь 12Х1МФ с альтернативным обозначением ЭИ-575, 12ХМФ относится к низколегированным жаропрочным сплавам перлитного класса.

Сталь 15Х1М1Ф классифицируется как жаропрочная низколегированная. Применение остро актуально в рабочих условиях, к которым предъявлены повышенные требования по безопасности.

Сталь 15Х5М относится к жаропрочной низколегированной мартенситного класса. Марка не склонна к отпускной хрупкости, трудносвариваема.

Теплоустойчивые стали представляют собой металл, который выдерживает высокие температуры - до 650°С и давление до 250-300 атм.


При этом отличаются повышенной кратковременной и длительной прочностью, отлично эксплуатируются в агрессивных средах от 10 до 100 тысяч часов.

Теплоустойчивые стали в своем большинстве являются низколегированными. То есть такими, в которых количество легирующих элементов не превышает 4 мас.%, исключение составляет 12 мас. % хромистых коррозионностойких сталей.

При верном выборе химического состава стали и режима термической обработки, она упрочняется по трем показателям:

  1. фазовый наклеп при y-d-превращении;
  2. дисперсионное твердение;
  3. упрочнение твердого раствора.

В результате получаем оптимальную структуру, обеспечивающую высокие свойства в первоначальном состоянии и их стабильность в течение долгого времени работы при высоких температурах.

Теплоустойчивая сталь изготовляется согласно ГОСТ 20072-74.

По видам обработки теплоустойчивую сталь подразделяют на:

  • горячекатаную;
  • кованую;
  • калиброванную;
  • калиброванную шлифованную.

По состоянию материала:

  • без термической обработки;
  • термически обработанная – Т;
  • закаленная - Н (для калиброванной стали).

По своему назначению горячекатаная и кованая теплоустойчивая сталь подразделяются на подгруппы:

  • а - для горячей обработки давлением;
  • б - для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и другой обработки по всей поверхности);
  • в - для холодного волочения (подкат).

Межрегиональная стальная компания предлагает купить листы, круги, поковки, трубы, шестигранники, квадраты, ленты, полосы из теплоустойчивой стали по выгодным ценам.

При отправке заявки незабудьте потребовать свежий прайс. Мы свяжемся с Вами в ближайшее время!

Читайте также: