Жаропрочная нержавеющая сталь: марки и виды

В конце 30-х годов 20-го века в развитых странах обнаружилась потребность в материалах, способных выдерживать экстремально высокие температуры. Началась активная разработка различных марок жаропрочной нержавеющей стали, способной сохранять свои рабочие характеристики при температуре свыше 350 °C и отличающейся устойчивостью к коррозии в газовых средах. Стоит разделять два понятия:

жаропрочность – отсутствие пластической деформации материала под воздействием высоких температур;
жаростойкость (окалиностойкость) – неподверженность металла газовой коррозии.

Жаропрочная нержавеющая сталь – это сплав железа с различными примесями (присадками, легирующими добавками), улучшающими физические качества материала. Основные добавки, повышающие жаропрочность и жаростойкость, это:

хром;
никель;
кремний;
алюминий;
ниобий;
кобальт;
молибден;
ванадий;
кальций;
бор;
тантал;
некоторые другие элементы, в том числе редкоземельные;
титан;
марганец;
вольфрам.

Процент легирующих присадок колеблется обычно от 15 до 45%. Каждая добавка добавляет конкретные особенности материалу. Задачей присадок является создание на поверхности сплава тонкой защитной пленки, снижающей окисление. В зависимости от уникального состава, количества и соотношения легирующих добавок изменяются общие качества жаропрочного металла, что является основой для создания различных типов и марок жаропрочной нержавеющей стали.

Основные типы жаропрочной нержавеющей стали

По длительности воздействия агрессивной среды, которую стальной сплав может выдержать без потери своих физико-химических свойств, можно выделить две категории:

Жаропрочные стали длительного нагрева, стойкие к длительному нахождению под высокими температурами. Но температурный режим не должен достигать критических уровней.
Жаропрочные стали кратковременного нагрева, способные функционировать при кратковременном скачке сверхвысокой (до нескольких тысяч градусов по Цельсию) температуры.

Но этот параметр не считается главным и определяющим при классификации различных видов сталей. Основной фактор – это добавочные легирующие примеси. По этой характеристике и по состоянию внутренней структуры жаропрочные нержавеющие стали делятся на следующие типы:

Перлитные. Низколегированные материалы с молибденом и хромом в качестве присадок. Температурное окно – 450-550 ⁰C. Также могут добавляться ванадий и молибден, расширяющие этот диапазон до 550-600 ⁰C и увеличивающие прочностные характеристики сплава.
Мартенситные. Содержат малое количество хрома и среднее количество углерода. Высокая твердость материала, но несколько повышенная хрупкость. Пластичность посредственная. Получают сталь специальным методом закалки с трансформацией кристаллической решетки. Отжиг производится при температуре 1200 ⁰C в течение нескольких часов. После долгого остывания происходит второй этап закалки, повторяющий первый процесс, но температура отжига уменьшается до 1000 ⁰C.
Аустенитные. Высоколегированная стабилизированная сталь с высоким содержанием хрома и никеля. Добавляют также ниобий и титан, противостоящие газовой коррозии. Аустениты делят на два типа:
- Гомогенные. Материал не проходит упрочняющую термообработку. В нем мало углерода и много легирующих присадок, что уменьшает его ползучесть (медленная деформация под долгим воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения);
- Гетерогенные. Сталь подвергается термоупрочнению. В ее структуре есть карбонитридные и интерметаллические фазы, что позволяет увеличить рабочую температуру под нагрузкой до 700 ⁰C.
Ферритные. Ферритная структура материала получается при добавлении высокого количества хрома: от 25 до 33%. Отжиг и термообработка дают на выходе особую мелкозернистую структуру, определяющую магнитные свойства. Материал прочный и пластичный. Стоек к коррозийному растрескиванию, но при повышении температуры до 850 ⁰C растет его хрупкость.
Комбинированные (дуплексные) материалы:
Мартенситно-ферритные. Содержат до 14% хрома. Допускается легирование ванадием и молибденом. Материал отличается стойкостью к длительным нагрузкам при температуре до 580 ⁰C.
Аустенитно-ферритные. В этих материалах присутствуют как ферритные, так и аустенитные фазы. Стабильная матричная структура сплавов позволяет применять данный материал для работы при температуре 1150 ⁰C.

Марки жаропрочной нержавеющей стали

Маркировка сталей, согласно ГОСТ 4543-2016 отображает их химический состав. Первые цифры показывают содержание углерода (сотые доли процента). Далее буквы указывают легирующие присадки:

А (в начале марки) - сера;
А (в середине марки) - азот;
Б - ниобий;
В - вольфрам;
Г - марганец;
Д - медь;
Е - селен;
К - кобальт;
М - молибден;
Н - никель;
П - фосфор;
Р - бор;
С - кремний;
Т - титан;
Ф - ванадий;
Х - хром;
Ц - цирконий;
Ю - алюминий;
ч - РЗМ (редкоземельные металлы).

Жаропрочные сплавы представлены на современном «металлическом» рынке большим разнообразием марок. В таблице дан перечень этих марок в привязке к их соответствию к вышеперечисленным типам стали.

Тип стали	Марка
Аустенитные:
гомогенные	1Х14Н16Б 1Х14Н18В2Б Х25Н16Г7АР Х18Н12Т Х23Н18 Х18Н10Т, Х25Н20С2,
гетерогенные	Х12Н20Т3Р 4Х12Н8Г8МФБ 4Х14Н14В2М 0Х14Н28В3Т3ЮР Х12Н20Т3Р
Ферритные	1Х12СЮ Х17 0Х17Т Х18СЮ Х28 08Х13 12Х13 12Х17 Х23Н13 Х20Н14С2 0Х20Н14С2
Перлитные	Х6С Х6СМ Х7СМ Х9С2, Х10С2М Х13Н7С2 20ХМЛ 12Х1МФ Х13Н7С2
Мартенситные	20Х13 30Х13 40 Х13 Х5 1Х8ВФ Х5М Х6СМ 1Х8ВФ 1Х12Н2ВМФ 1Х8ВФ 3Х13Н7С2 4Х9С2
Мартенситно-ферритные	Х6СЮ 2Х12ВМБФР; 1Х12В2МФ; 1Х13; 1Х12ВНМФ; 1 Х11МФ.
Аустенитно-ферритные	03Х23Н6 03Х22Н6М2 08Х22Н6Т 12Х21Н5Т 08Х21Н6М2Т 08Х18Г8Н2Т 03Х24Н6АМ3

Сферы применения

Современная промышленность не может обойтись без жаропрочных и стойких к коррозии. Сфера их применения чрезвычайно обширна. Вот далеко не полный перечень, где данный материал практически не имеет конкурентов:

машиностроение;
авиация
ракетно-космическая сфера;
энергетика;
нефтехимическая отрасль;
электроника;
пищевая, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность;
медицина;
строительство;
военная сфера;
бытовое использование (строительство бань, печей и т.п.)

Каждая сфера промышленности требует от материалов своих специфических качеств и технических характеристик. Поэтому видов и марок жаропрочных нержавеющих сталей великое множество. В каталоге интернет-магазина «Черметком» Вы найдете большой выбор данных материалов. Обращайтесь по ссылке: https://chermet.com/catalog/section/korrozionno-stoykaya-i-zharoprochnaya-stal/

Мы работаем с проверенными производителями. Качество и демократичные цены гарантируем!