Vysoce legované oceli pro provoz za zvýšených teplot

Vysoce legované oceli pro provoz za zvýšených teplot tvoří skupinu speciální oceli Určené pro součásti, které jsou během provozu vystaveny dlouhodobému působení zvýšených teplot a mechanickému zatížení. Používají se především v energetickém průmyslu, konstrukci turbín a tepelných zařízeních, včetně lopatek a součástí parních turbín, součástí rotorů, výkovků, šroubů, spojovacích prvků a dalších kritických součástí pracujících při teplotách v rozmezí přibližně 550–600 °C, v závislosti na jakosti a provozních podmínkách.
Primárním účelem těchto ocelí je udržet si vhodné mechanické vlastnosti během dlouhodobého provozu při teplotách, při kterých typické konstrukční oceli začínají výrazně ztrácet pevnost. Primární význam mají pevnost v tečení, odolnost proti uvolnění napětí, mikrostrukturální stabilita a oxidační odolnost při provozních teplotách.

Složení a vlastnosti vysokolegovaných ocelí pro provoz za zvýšených teplot

Charakteristickým prvkem daného druhu je chromV ocelích 15H11MF, 15H12WMF, 20H12M1F a 23H12MNF je jeho obsah přibližně 11–13 %. Chrom zvyšuje odolnost vůči oxidaci a korozi za vysokých teplot a ovlivňuje kalitelnost a mechanické vlastnosti oceli.
Kromě chromu se používají i přísady molybden, vanadium, wolfram i niklJejich vhodně zvolený obsah umožňuje dosáhnout mikrostruktury zajišťující vysokou pevnost při provozních teplotách.
molybden zvyšuje odolnost proti tečení a zlepšuje zachování pevnostních vlastností během dlouhodobého provozu při vysokých teplotách. Vanadium podporuje tvorbu trvalých karbidových a nitridových sraženin, omezuje růst zrn a zvyšuje odolnost proti popouštění. wolfram, stejně jako molybden, zvyšuje strukturální stabilitu a pevnost při zvýšených teplotách. Nikl ovlivňuje mimo jiné prokalitelnost, tažnost a strukturální stabilitu vybraných druhů.
Důležitou roli hraje také uhlí, protože se podílí na tvorbě karbidů slitin. Jejich typ, rozložení a stabilita mají přímý vliv na mechanické vlastnosti oceli během dlouhodobého používání.

Odolnost proti tečení – klíčová vlastnost oceli pro použití při teplotách

Jedním z nejdůležitějších kritérií pro výběr materiálu pro energetické prvky je odolnost vůči procházetJedná se o pomalou, postupnou deformaci materiálu, ke které dochází během dlouhodobého vystavení namáhání při zvýšených teplotách.
Tento jev je obzvláště významný pro součásti turbín, elektráren a tepelných zařízení, která mohou pracovat tisíce nebo desítky tisíc hodin. Materiál se proto může postupně deformovat, i když je aplikované napětí nižší než jeho krátkodobá mez kluzu.
Proto se při navrhování takových součástí berou v úvahu nejen typické mechanické vlastnosti stanovené při pokojové teplotě, ale také dlouhodobé charakteristiky, jako je mez pevnosti v tahu a pevnost v tahu.

Ocel pro použití při zvýšených teplotách a žáruvzdorná a odolná ocel

Tyto termíny by neměly být používány zaměnitelně. U ocelí určených pro použití při zvýšených teplotách je klíčovým faktorem jejich schopnost odolávat mechanickému zatížení po delší dobu při dané teplotě.
Žáruvzdorné a creepově odolné oceli tvoří širší skupinu materiálů určených pro provoz za vysokých teplot. Tepelná odolnost se primárně vztahuje na odolnost materiálu vůči chemickým účinkům horkých plynů a oxidaci, zatímco odolnost proti tečení se vztahuje na schopnost zachovat si vhodné mechanické vlastnosti při provozu za vysokých teplot.
Proto je při výběru jakosti třeba zohlednit provozní teplotu, dobu expozice, úroveň namáhání, povahu zatížení a prostředí, ve kterém prvek pracuje.

Označení oceli podle starého polského označení PN

Ve starších polských označeních jakostí oceli první číslo přibližně udává průměrný obsah uhlíku, vyjádřený v setinách procenta. Následující písmena označují nejdůležitější legující prvky.
Dotyčná skupina zahrnuje mimo jiné následující označení:

• H – chrom (Cr),
• M – molybden (Mo),
• F – vanad (V),
• N – nikl (Ni),
• W – wolfram (W).

Čísla následující za symboly prvků mohou udávat jejich přibližný obsah, přičemž interpretace závisí na pravidlech používaných v konkrétním systému značení oceli. Symbol jakosti by proto měl být považován za označení materiálu a nikoli za náhradu za úplnou chemickou analýzu specifikovanou v příslušné normě.
Například, 23H12MNF označuje ocel obsahující přibližně 0,23 % uhlíku a přibližně 12 % chromu s příměsí molybdenu, niklu a vanadu. Přesné přípustné rozsahy obsahu jednotlivých prvků by měly být vždy ověřeny v příslušné materiálové normě nebo přejímacím certifikátu.

Vysoce legované oceli pro provoz za zvýšených teplot

• 15H11MF – chrom-molybden-vanadiová ocel,
• 15H12WMF – chrom-wolfram-molybden-vanadiová ocel,
• 20H12M1F – chrom-molybden-vanadiová ocel,
• 23H12MNF – chrom-molybden-nikl-vanadiová ocel 1.4923, X22CrMoV12-1

přihláška

Vysoce legované oceli tohoto typu se používají především v energetickém sektoru a při konstrukci strojů a zařízení pracujících za zvýšených teplot. V závislosti na jakosti, tepelném zpracování a požadovaných vlastnostech je lze použít pro aplikace, jako například:

• lopatky parní turbíny,
• výkovky lopatek a dalších částí turbín,
• rotorové prvky,
• šrouby a spojovací prvky pracující za zvýšených teplot,
• prvky energetických a tepelných zařízení,
• strojní součásti vystavené současnému působení teploty a dlouhodobého mechanického zatížení.

Výběr konkrétního druhu oceli by měl zohledňovat nejen maximální teplotu, ale také dobu provozu, úroveň namáhání, požadované mechanické vlastnosti, podmínky prostředí a plánované tepelné zpracování.

Nízko a středně legované oceli pro provoz za zvýšených teplot

Samostatnou skupinu tvoří legované oceli používané v aplikacích, jako je výroba energie, kotlů a tlakových zařízení. Tyto materiály mají odlišné chemické složení a zamýšlené použití než výše popsané speciální oceli s vysokým obsahem chromu.
viz: legované oceli pro provoz při zvýšených teplotách.

Zobrazit další korozivzdorné oceli 

Způsoby doručení

Společnost Alfa-Tech dodává vysoce legované oceli určené pro použití za zvýšených teplot v různých válcovaných a kovaných formách. V závislosti na jakosti, rozměrech a požadovaných specifikacích může být materiál nabízen jako:

• výkovky kované v zápustce,
• kované tyče,
• válcované tyče kolo,
• ploché tyče,
• čtvercové tyče.

Při objednávání materiálů určených pro kritické součásti pracující za zvýšených teplot je důležité specifikovat jakost, rozměry, požadovanou normu, podmínky tepelného zpracování, požadované mechanické vlastnosti a typ přejímacího dokladu.