Специальные сорта сталей

Стали аустенитного класса.

Низколегированные стали.

Для труб поверхностей нагрева при температуре стенки t_ст > 500 ⁰С и для коллекторов и паропроводов при t_ст > 450 °С применяются низколегированные стали перлитного класса.

В настоящее время в энергомашиностроении чаще всего применяются низколегированные стали 12ХМФ, 12ХIМФ и 15ХIМIФ. Ранее применялись стали 12XM и 15XM. но они обладают нестабиль­ными свойствами (склонны к сфероидизации).

Трубы из сталей 12ХIМФ и 15ХIМIФ должны проходить терми­ческую обработку со строгим соблюдением режима (нормализация с высоким отпуском).

Сталь 12ХIМФ рекомендуется применять для поверхностей нагрева с t_ст не более 560-585 ⁰С. При t_ст = 560-600 ⁰С рекомендуется сталь 12Х2МФСР. Могут использоваться более высокие температуры и другие стали:

1) 15ХIМIФКР t_ст < 600 ⁰С. Термообработка: нормализация при 1000-1020 ⁰С; охлаждение 400-600 ⁰С и отпуск при 720⁰С в те­чение 5 часов.

2) IX12B2МФ (Эи - 756) t_ст < 630 ⁰С; термообработка: закалка и отпуск при t = 650-700 ⁰С.

3) 2Х12ВМБФР (Эи - 993) t_ст < 630 ⁰С термообработка: закалка и отпуск при t = 650 – 700 ⁰С.

Барабаны котлов сверхвысоких параметров изготовляют из ста­ли 16ГНМ.

Для трубопроводов питательной воды при t = 280 – 300 ⁰С и р ≤ 40 МПа. в последнее время рекомендуют применять стали 15ГС, 15Г2СМФ, 15Г2СМФР.

Переход энергетики на сверхвысокие параметры пара потре­бовал применения высоколегированных сталей для паропроводов и последних ступеней пароперегревателей. Повышения окалиностойкости здесь добиваются за счет аустентной добавки никеля и хрома. Ле­гирование кремнием недопустимо, так как он увеличивает зону хрупкого состояния в хромоникелевых аустенитных сталях.

Чтобы повысить сопротивление ползучести и длительной проч­ности необходимо изменить кристаллическую решетку металла из α-железа в γ-железо. Изменение кристаллической решетки достигается вве­дением никеля, количество которого зависит от содержания хро­ма в стали.

Аустенитные стали имеют ряд недостатков.

1. нестабильность аустенита,

2. склонность к межкристаллитной коррозии,

3. склонность к коррозионному растрескиванию,

4. склонность к тепловой усталости, так как аустенитные стали имеют более высокий коэффициент линейного расширения, чем углеродистые стали.

5. разрушение сварных швов в трубопроводах.

Нестабильность аустенита проявляется при технологических операциях, связанных с холодным наклёпом, например, при гибке труб. Пластическая деформация вызывает обратный переход γ-железа в α-железо), α-фаза способствует выделению по границам зерен интерметаллического соединения (σ- фаза) и затем происходит разрушение по этим включениям. Устранение последствий наклепа достигается при нагреве до 1000 ⁰С, при этом эффективность зависит от времени выдержки.

В настоящее время из аустенитных сталей наиболее часто применяются марки Х18НIОТ и Х18Н12Т. Эти стали выдерживают температуры до 640 – 650 ⁰С. Еще более высокие характеристики жаропрочности (до 700 ⁰С) имеют стали IХ16Н14В2БР (ЭП - 17) и IX16 Н12MB2БP (ЭП - 184).

Детали креплений, подвесок, опор, обдувочных устройств и т.д. работают в зоне высоких температур и основное требова­ние к ним - окалиностойкость. Наибольшей окалиностойкостью обладает стали с большим содержанием хрома: XI7; Х28. Но хром очень дорогой материал, поэтому для деталей, работающих под давлением, применяется добавка кремния с небольшим ко­личеством хрома (сильхромовые стали) Х6С. Выcoкoхромистые стали имеют ряд недостатков:

1. незначительное сопротивление ползучести и длительной прочности;

2. имеется склонность к тепловой хрупкости.

Чтобы улучшить свойства высокохромистых сталей вводят молибден (Х6СМ), который устраняет склонность к тепловой хруп­кости и повышает сопротивление ползучести. В этих сталях термо­обработка не устраняет рост зерна в результате рекристаллизации.

Улучшить свойства высокохромистых сталей можно так же добавкой в них азота в количестве 0,01 % от содержания хрома. Образующиеся нитриды задерживают рост зерна и увеличивают срок службы деталей. Аналогичное влияние на стали оказывает присад­ка титана.

Применяются так же стали XI8H10T и X2ОH14C2. Они не окисля­ются до температур 800-1000 ⁰С и имеют высокое значение со­противления ползучести.

Дата добавления: 2013-12-13