Właściwości i wady stali żaroodpornych

Żaroodporność (odporność na działanie gazów lub oparów o wysokiej temperaturze) jest najważniejszą właściwością stali żaroodpornych. Z reguły stale żaroodporne muszą być również żaroodporne, tzn . muszą wytrzymać pełzanie - stopniowe i narastające w czasie odkształcenie pod stałym obciążeniem, prowadzące do zniszczenia - w wysokiej temperaturze przez określony czas.

Hartowanie stali żaroodpornych

Oprócz węglików chromu, fazy utwardzania obejmują wanad, molibden, węgliki wolframu i związki międzymetaliczne. pierwiastków, a także związki międzymetaliczne typu AgB (do których zalicza się żelazo i chrom jako pierwiastek A oraz molibden, wolfram, niob, tytan jako pierwiastek B) czy związki (Ti, Al). Dodatki pierwiastków ogniotrwałych – molibdenu, wolframu, niobu, tantalu – do stali ogniotrwałych działają stabilizująco na fazę utwardzania, gdyż pierwiastki te podwyższają temperaturę rekrystalizacji i osłabiają procesy dyfuzyjne. Ich działanie jest wzmocnione, gdy zostanie wprowadzony więcej niż jeden element osłabiający dyfuzję. Z tego powodu stale żaroodporne są z reguły stapiane z zestawem różnych pierwiastków.

Rodzaje stali żaroodpornych

Procesy wymiany dyfuzyjnej mogą być również opóźnione, jeśli stal nie przechodzi transformacji polimorficznej. Dlatego jako stale żaroodporne często stosuje się stale ferrytyczne lub austenityczne, które są stopami złożonymi. Do niedawna stale ferrytyczne były stosowane wyłącznie jako stale żaroodporne . Jednak niedawno opracowano żaroodporne stale ferrytyczne, na przykład 12X2MV8FB (EP503), utwardzane cząstkami fazy międzymetalicznej FeW, które są z powodzeniem wprowadzane. Stale austenityczne zawierają 12-20% Cr i charakteryzują się znacznie wyższą żaroodpornością. Szczególnie szeroko stosowane są stale austenityczne z 7-30% Ni jako pierwiastkiem austenityzującym. Sam nikiel jest metalem odpornym na korozję i zwiększa odporność stali na korozję w roztworach soli i zasad, a także w słabo kwaśnym środowisku. Przy zawartości do 20-30% zwiększa żaroodporność stopów żelazowo-chromowych. Ze względu na wysoki koszt niklu w niektórych stalach żaroodpornych jest on częściowo lub całkowicie zastępowany innym pierwiastkiem austenitycznym - manganem. Jego działanie jako pierwiastka austenitycznego jest znacznie słabsze, zwłaszcza gdy zawartość chromu jest wysoka, dlatego razem z Mn rozsądne jest wprowadzenie niewielkiej ilości niklu 2-4% lub azotu. Dodatki węglowe z wanadem, molibdenem, wolframem, niobem i azotem są zalecane dla uzyskania wysokiej odporności na ciepło.

Korozja międzykrystaliczna

Stale żaroodporne chromowo-niklowe, chromowo-niklowo-manganowe i chromowo-manganowe dobrze znoszą korozję ogólną, ale są wrażliwe na korozję międzykrystaliczną, zwłaszcza po powolnym chłodzeniu w zakresie temperatur 500-850°C. Wyjaśnia to uwalnianie węglików chromu w tych temperaturach na granicach ziaren. W roztworach elektrolitów węgliki tworzą pary galwaniczne z obszarami ziaren zubożonych w węgiel. W wyniku niejednorodności strukturalnej granice ziaren ulegają silniejszej erozji korozyjnej. Stale austenityczne stają się niewrażliwe na korozję międzykrystaliczną, jeśli zawartość węgla w stali jest mniejsza niż granica rozpuszczalności w austenicie w temperaturze pokojowej, tj. mniejsza niż 0,02-0,03%.

Produkcja

Trudno jest wytopić stal żaroodporną o tak niskiej zawartości węgla w elektrycznych piecach łukowych. Dlatego przy wytapianiu stali austenitycznych odpornych na korozję górną granicę zawartości węgla ustala się zwykle na 0,08-0,12%, a dalsze obniżanie stężenia węgla w roztworze przeprowadza się przez dodatki pierwiastków silnie węglikotwórczych - tytanu lub niobu. Ilość wprowadzonego tytanu zależy od zawartości węgla, a dla wystarczająco całkowitego związania węgla ilość tytanu musi być co najmniej pięciokrotna ilość węgla. Wysoka zawartość chromu i tytanu w tego rodzaju stali prowadzi do intensywnego utleniania metalu podczas odlewania z tworzeniem się skorupy na powierzchni metalu w formie, bogatej w tlenki i azotki tytanu. Skręcenia skorupy podczas wypełniania formy prowadzą do licznych defektów powierzchniowych wlewków ze stali żaroodpornej, które zmuszają wlewek do ciągłego kożuszenia na głębokość 10-20 mm.
Pozostające w bryle wlewka skupiska azotków i tlenków tworzą marginalną lub ogólną niejednorodność makrostruktury – tzw. porowatość tytanu. Stopień rozwoju tej wady w stali żaroodpornej wzrasta wraz ze wzrostem zawartości tytanu w metalu.

Cena kupna

Evek GmbH oferuje szeroką gamę żaroodpornych produktów ze stali nierdzewnej w optymalnych cenach. Oferujemy korzystne warunki dostaw dla odbiorców hurtowych i detalicznych. Na naszej stronie znajdziesz wszystkie niezbędne informacje, do Twojej dyspozycji doświadczeni menedżerowie-konsultanci, którzy zawsze są gotowi pomóc w wyborze. Jakość produktu gwarantuje ścisłe przestrzeganie norm produkcji na wszystkich etapach. Czas dostawy jest minimalny. Przy zamówieniach hurtowych dostępne są preferencyjne rabaty.