Жаростойкая сталь

Жаростойкая сталь
Фазы железоуглеродистых сплавов
	Феррит [δ] (твёрдый раствор внедрения C в α-железе с объёмно-центрированной кубической решёткой) ; Аустенит [γ] (твёрдый раствор внедрения C в γ-железе с гранецентрированной кубической решёткой) ; Цементит (Fe3C, карбид железа; метастабильная высокоуглеродистая фаза) ; Графит стабильная высокоуглеродистая фаза ;
Структуры железоуглеродистых сплавов
	Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит) ; Мартенсит (сильно пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе с объёмно-центрированной тетрагональной решёткой) ; Перлит (эвтектоидная смесь, состоящая из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита) ; Сорбит (дисперсный перлит) ; Троостит (высокодисперсный перлит) ; Бейнит (устар.: игольчатый троостит) — ультрадисперсная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и карбидов железа ;
Стали
	Конструкционная сталь (до 0,8 % C) ; Высокоуглеродистая сталь (до ~2 % C): инструментальная, штамповая, пружинная, быстрорежущая ; Нержавеющая сталь (легированная хромом) ; Жаростойкая сталь ; Жаропрочная сталь ; Высокопрочная сталь ;
Чугуны
	Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит) ; Серый чугун (графит в форме пластин) ; Ковкий чугун (графит в хлопьях) ; Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов) ; Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит) ;

Жаросто́йкая (окалиносто́йкая) сталь — сталь, обладающая стойкостью против коррозионного разрушения поверхности в газовых средах при температурах свыше 550 °C, работающая в ненагруженном или слабонагруженном состоянии.

Характеристика

Жаростойкость (окалиностойкость) стали характеризуется сопротивлением окислению при высоких температурах. Для повышения окалиностойкости сталь легируют элементами, которые изменяют состав и строение окалины. В результате введения в сталь необходимого количества хрома (Cr) или кремния (Si), обладающих бо́льшим родством с кислородом (O), чем железо (Fe), в процессе окисления на поверхности образуются плотные оксиды на основе хрома или кремния. Образовывающаяся тонкая плёнка из этих оксидов затрудняет процесс дальнейшего окисления. Чтобы обеспечить окалиностойкость до температуры 1100 °C в стали должно быть не менее 28 % хрома (например сталь 15Х28). Наилучшие результаты получаются при одновременном легировании стали хромом и кремнием.

Маркировка

Пример: 20Х25Н20С2:

Цифры вначале маркировки указывают на содержание в стали углерода в сотых долях процента.
Буква без цифры — определённый легирующий элемент с содержанием в стали менее 1 %:
- Х — хром;
- Н — никель;
- С — кремний;
- Т — титан;
- М — молибден.
Буква и цифра после неё — определённый легирующий элемент с содержанием в процентах (цифра).

Классификация

Жаростойкие стали подразделяются на несколько групп:

хромистые стали ферритного класса;
хромокремнистые стали мартенситного класса;
хромоникелевые стали аустенитно-ферритного класса;
хромоникелевые аустенитные стали.

Хромистые стали ферритного класса

Могут применяться для изготовления сварных конструкций, не подвергающихся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже –20 °C; для изготовления труб для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах; аппаратуры, деталей, чехлов термопар, электродов искровых зажигательных свечей, труб пиролизных установок, теплообменников; для спаев со стеклом. Жаростойкость — до 1100 °C. Пример: 15Х25Т, 15Х28.

Хромокремнистые стали мартенситного класса

Применяются для изготовления клапанов авиационных двигателей, автомобильных и тракторных дизельных двигателей, крепёжные детали двигателей. Пример: 40Х10С2М.

Хромоникелевые стали аустенитно-ферритного класса

Применяются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах в слабонагруженном состоянии. Жаростойкость до 900—1000 °C. Пример: 20Х23Н13.

Хромоникелевые аустенитные стали

Применяются для изготовления листовых деталей, труб, арматуры (при пониженных нагрузках), а также деталей печей, работающих при температурах до 1000—1100 °C в воздушной и углеводородной атмосферах. Пример: 10Х23Н18, 20Х25Н20С2.