Odporna na korozję, wysokostopowa stal żaroodporna i żarowytrzymała - charakterystyka.
Stale żaroodporne to grupa stali stosowanych do wyrobu części maszyn i urządzeń pracujących w wysokich temperaturach. Zawartość węgla w stalach żaroodpornych nie przekracza 0,2% ( poza stalami zaworowymi w których składzie chemicznym znajduje się w granicach 0,30 - 0,40 % węgla) a zawartość chromu najczęściej przekracza 12%. Podstawowe właściwości stali żaroodpornych to:
żaroodporność
- jest to odporność na działanie gazów utleniających przy wysokich temperaturach. W większości zastosowań, podzespoły wykonane ze stali żaroodpornych, są chłodzone okresowo i niezmiernie rzadko się zdarza aby dana część była narażana na wysokie temperatury dłużej niż 24 godziny. Do określenia żaroodporności, przeprowadza się praktyczną próbę: próbkę stali nagrzewa się do danej temperatury przez 24h, następnie schładza do temperatury 20oC. Czynność ta jest powtarzana pięciokrotnie, następnie usuwana jest zgorzelina z powierzchni i materiał jest ważony aby ustalić ubytek masy. Stal można zaliczyć do żaroodpornych (do danej temperatury) jeśli po takiej próbie ubytek materiału nie przekracza 1g (m2 x h) przy zadanej temperaturze i jeśli przy temperaturze o 50oC wyższej ubytek w materiale jest mniejszy niż 2g (m2 x h)
żarowytrzymałość
- jest zdolnością do przenoszenia naprężeń mechanicznych w wysokich temperaturach, czyli tak zwana wytrzymałość na pełzanie. Żarowytrzymałość stopu jest tym im siły wiązań międzyatomowych są większe oraz im większa jest doraźna wytrzymałość stopu przy danej temperaturze. Siłę wiązań międzyatomowych określa przede wszystkim temperatura topnienia - im temperatura topnienia stopu jest wyższa, tym żarowytrzymałość również powinna być wyższa.
Żaroodporność zapewnia zastosowanie dodatków stopowych do stali : chromu, glinu, krzemu, które tworząc na powierzchni materiału tlenki, utrudniają dalsze utlenianie. Żarowytrzymałość uzyskuje się przez dodatek stopowy molibdenu, wanadu, wolframu, tytanu, kobaltu, chromu, krzemu, które zwiększają energię wiązań atomów.
Do grupy stali opisywanych materiałów, należy również grupa stali zaworowych z której wyrabia się zawory silników spalinowych.
Stal zaworowa charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, dobrą odpornością na ścieranie, odpornością na kruchość w warunkach działania gorących agresywnych substancji zawartych w spalinach silników spalinowych. Większość stali żaroodpornych ( H25T, H18JS, H24JS) i wszystkie stale żarowytrzymałe, są również stalami nierdzewnymi a często i kwasoodpornymi np H23N18, H25N20S2, H23N13.
Wyroby hutnicze wytwarzane ze stali odpornych na wysokie temperatury, to przede wszystkim rury bezszwowe oraz ze szwem (spawane bądź zgrzewane), blachy, pręty okrągłe, płaskowniki, pręty kwadratowe, odkuwki swobodnie kute i odkuwki matrycowe, profile ( kątowniki, teowniki etc.)
Wyroby takie jak rury żaroodporne, blachy żaroodporne, pręty i odkuwki ze stali żaroodpornych i żarowytrzymałych, znajdują zastosowanie przy produkcji elementów pieców, podzespołów kotłów, części i podzespoły aparatury chemicznej, aparatury wysokoprężnej, osłony termoelementów, podzespoły komór próżniowych, części pieców do wypalania ceramiki, części silników ( stal zaworowa ), oraz wszędzie tam, gdzie zastosowanie tańszych materiałów wykonanych ze stali kotłowych (rury kotłowe, pręty i blachy ze stali kotłowych itd.), nie jest możliwe ze względu na zbyt wysoką temperaturę pracy, bądź zbyt agresywne środowisko pracy.
W oznaczeniu gatunku stali żaroodpornej, żarowytrzymałej, zaworowej, jeśli występuje na początku cyfra ,oznacza zawartość węgla, litery oznaczają:
H - Chrom
S - Krzem
N - Nikiel
J - Glin
W - Wolfram
M - Molibden
T - Tytan
G - Mangan
następujące po literach cyfry oznaczają średnią ilość danego składnika stopowego w %,
Np. znak gatunku H20N20S2 oznacza stal o średniej zwartości chromu 20%, niklu 20%, krzemu 2%
Stale żaroodporne, żaroodporne nierdzewne oraz żarowytrzymałe wg PN 71/H-86022
H5M - stal żaroodporna chromowo-molibdenowa 12CrMo195,1.7362
H6S2 - stal żaroodporna chromowo-krzemowa X10CrAl7,1.4713
H13JS - stal chromowo-aluminiowo-krzemowa X10CrAl13,1.4724
H18JS - stal chromowo-aluminiowo-krzemowa X10CrAl18,1.4742
H24JS - stal chromowo-aluminiowo-krzemowa X10CrAl24,1.4762
H25T - stal żaroodporna chromowa z dodatkiem tytanu X8CrTi25,1.4746
H20N12S2 - stal chromowo-niklowo-krzemowa X15CrNiSi20-12,1.4828
H23N13 - stal chromowo-niklowa X12CrNi23-13,1.4833
H23N18 - stal żarowytrzymała chromowo-niklowa X12CrNi25-21,1.4845
H25N20S2 - stal chromowo-niklowo-krzemowa X15CrNiSi25-20,1.4841
H16N36S2 - stal niklowo-chromowo-krzemowa X12NiCrSi35-15, 1.4864
Stal zaworowa wg PN
H9S2 - stal zaworowa chromowo-krzemowa X45CrSi9-3,1.4718
H10S2M - stal zaworowa chromowo-krzemowa X40CrSiMo10-2,1.4731
Stale i stopy niklu żaroodporne według EN 10095 ( PN-EN, DIN-EN etc)
Stale o strukturze ferrytycznej - stal ferrytyczna
X10CrAlSi7 - 1.4713
X10CrAlSi13 - 1.4724
X10CrAlSi18 - 1.4742
X10CrAlSi25 - 1.4762
X18CrN28 - 1.4749
X3CrAlTi18-2 - 1.4736
Stale o strukturze austenitycznej - stal austenityczna
X8CrNiTi18-10 - 1.4878
X15CrNiSi20-12 - 1.4828
X9CrNiSiNCe21-11-2 - 1.4835
X12CrNi23-13 - 1.4833
X8CrNi25-21 - 1.4845
X15CrNiSi25-21 - 1.4841
X12NiCrSi35-16 - 1.4864
X10NiCrAlTi32-21 - 1.4876
X6NiCrNbCe32-27 - 1.4877
X25CrMnNiN25-9-7 - 1.4872
X6CrNiSiNCe19-10 - 1.4818
X6NiCrSiNCe35-25 - 1.4854
X10NiCrSi35-19 - 1.4886
X10NiCrSiNb35-22 - 1.4887
Stal o strukturze ferrytyczno-austenitycznej - stal ferrytyczno-austenityczna
X15CrNiSi25-4 - 1.4821
Stopy niklu
NiCr15Fe - 2.4816NiCr23Fe - 2.4851
NiCr22Mo9Nb - 2.4856
NiCr21Ti - 2.4951
NiCr28FeSiCe - 2.4889
NiCr23Fe - 2.4851
Pozostałe stale wg norm PN - EN, EN, DIN
Stale według AISI, ASTM, UNS
Ze stali żaroodpornych, żarowytrzymałych, stopów niklu, Alfa-Tech oferuje: blachy żaroodporne, rury żaroodporne ( rury bezszwowe oraz ze szwem ), pręty żaroodporne, odkuwki swobodnie kute, pręty kute, pręty walcowane
Zobacz również pozostałe stale wysokostopowe specjalne
stal wysokostopowa do pracy przy podwyższonych temperaturach
stal stopowa do pracy przy podwyższonych temperaturach
stal nierdzewna
stal żaroodporna i żarowytrzymała
stal kwasoodporna
