Oțeluri înalt aliate pentru funcționare la temperaturi ridicate

Oțelurile înalt aliate pentru funcționare la temperaturi ridicate constituie o grupă oțeluri speciale Concepute pentru componente expuse la temperaturi ridicate și sarcini mecanice în timpul funcționării. Acestea sunt utilizate în principal în industria energetică, construcția de turbine și echipamente termice, inclusiv pale și componente ale turbinelor cu abur, componente ale rotorului, piese forjate, șuruburi, elemente de fixare și alte piese critice care funcționează la temperaturi de până la aproximativ 550–600°C, în funcție de tip și condițiile de funcționare.
Scopul principal al acestor oțeluri este de a menține proprietăți mecanice adecvate în timpul funcționării pe termen lung la temperaturi la care oțelurile structurale tipice încep să piardă semnificativ din rezistență. Rezistența la fluaj, rezistența la relaxarea tensiunii, stabilitatea microstructurală și rezistența la oxidare la temperaturile de funcționare sunt de importanță primordială.

Compoziția și proprietățile oțelurilor înalt aliate pentru funcționarea la temperaturi ridicate

O componentă caracteristică a speciei în cauză este cromÎn oțelurile 15H11MF, 15H12WMF, 20H12M1F și 23H12MNF, conținutul său este de aproximativ 11-13%. Cromul crește rezistența la oxidare și coroziune la temperaturi ridicate și afectează călibilitatea și proprietățile mecanice ale oțelului.
Pe lângă crom, se folosesc aditivi molibden, vanadiu, tungsten i nichelConținutul lor selectat corespunzător permite obținerea unei microstructuri care asigură o rezistență ridicată la temperaturile de funcționare.
molibden crește rezistența la fluaj și îmbunătățește păstrarea proprietăților de rezistență în timpul funcționării pe termen lung la temperaturi ridicate. Vanadiu promovează formarea precipitatelor permanente de carburi și nitruri, limitează creșterea granulelor și crește rezistența la revenire. tungsten, la fel ca molibdenul, crește stabilitatea structurală și rezistența la temperaturi ridicate. Nikiel influențează, printre altele, călibilitatea, ductilitatea și stabilitatea structurală a speciilor selectate.
Un rol important îl joacă și cărbune, deoarece participă la formarea carburilor din aliaje. Tipul, distribuția și stabilitatea acestora au un impact direct asupra proprietăților mecanice ale oțelului în timpul utilizării pe termen lung.

Rezistența la fluaj – o proprietate cheie a oțelului pentru utilizarea la temperaturi

Unul dintre cele mai importante criterii pentru alegerea unui material pentru elemente energetice este rezistența la târîAceasta este deformarea lentă și progresivă a unui material care are loc în timpul expunerii prelungite la stres la temperaturi ridicate.
Acest fenomen este deosebit de semnificativ pentru componentele turbinelor, centralele electrice și echipamentele termice, care pot funcționa mii sau zeci de mii de ore. Prin urmare, materialul se poate deforma treptat, chiar dacă tensiunea aplicată este sub limita sa de curgere pe termen scurt.
Prin urmare, la proiectarea unor astfel de componente, nu se iau în considerare doar proprietățile mecanice tipice determinate la temperatura camerei, ci și caracteristicile pe termen lung, cum ar fi rezistența la fluaj și rezistența la rupere.

Oțel pentru utilizare la temperaturi ridicate și oțel rezistent la căldură și la fluaj

Acești termeni nu ar trebui utilizați interschimbabil. Pentru oțelurile destinate utilizării la temperaturi ridicate, factorul cheie este capacitatea lor de a rezista la sarcini mecanice pentru perioade lungi de timp la o anumită temperatură.
Oțeluri rezistente la căldură și la fluaj constituie un grup mai larg de materiale concepute pentru funcționare la temperaturi ridicate. Rezistența la căldură se referă în primul rând la rezistența unui material la efectele chimice ale gazelor fierbinți și la oxidare, în timp ce rezistența la fluaj se referă la capacitatea de a menține proprietăți mecanice adecvate atunci când funcționează la temperaturi ridicate.
Prin urmare, la selectarea unui grad, trebuie luate în considerare temperatura de funcționare, timpul de expunere, nivelul de solicitare, natura sarcinii și mediul în care funcționează elementul.

Marcaje din oțel conform vechilor marcaje PN poloneze

În denumirile mai vechi ale claselor de oțel poloneze, primul număr aproximează conținutul mediu de carbon, exprimat în sutimi de procent. Literele care urmează indică cele mai importante elemente de aliere.
Grupul în cauză include, printre altele, următoarele denumiri:

• H – crom (Cr),
• M – molibden (Mo),
• F – vanadiu (V),
• N – nichel (Ni),
• W – tungsten (W).

Numerele care urmează simbolurile elementelor pot indica conținutul aproximativ al acestora, interpretarea depinzând de regulile utilizate în sistemul specific de marcare a oțelului. Prin urmare, simbolul gradului trebuie considerat o denumire a materialului și nu un substitut pentru o analiză chimică completă specificată în standardul relevant.
De exemplu 23H12MNF denotă oțelul care conține aproximativ 0,23% carbon și aproximativ 12% crom, cu adaosuri de molibden, nichel și vanadiu. Intervalele exacte de conținut admise pentru fiecare element trebuie verificate întotdeauna în standardul de material relevant sau în certificatul de acceptare.

Clase de oțel înalt aliat pentru funcționare la temperaturi ridicate

• 15H11MF – oțel crom-molibden-vanadiu,
• 15H12WMF – oțel crom-tungsten-molibden-vanadiu,
• 20H12M1F – oțel crom-molibden-vanadiu,
• 23H12MNF – oțel crom-molibden-nichel-vanadiu-1.4923, X22CrMoV12-1

cerere

Oțelurile înalt aliate de acest tip sunt utilizate în principal în sectorul energetic și în construcția de mașini și echipamente care funcționează la temperaturi ridicate. În funcție de calitate, tratament termic și proprietăți necesare, acestea pot fi utilizate pentru aplicații precum:

• palele turbinelor cu abur,
• piese forjate de pale și alte piese de turbină,
• elementele rotorului,
• șuruburi și elemente de fixare care funcționează la temperaturi ridicate,
• elemente de echipamente energetice și termice,
• piese de mașină expuse acțiunii simultane a temperaturii și a solicitărilor mecanice pe termen lung.

Selectarea unui anumit grad trebuie să ia în considerare nu numai temperatura maximă, ci și timpul de funcționare, nivelul de solicitare, proprietățile mecanice necesare, condițiile de mediu și tratamentul termic planificat.

Oțeluri slab și mediu aliate pentru funcționare la temperaturi ridicate

O grupă separată este formată din oțeluri aliate utilizate în aplicații precum generarea de energie electrică, fabricarea cazanelor și instalațiile sub presiune. Aceste materiale au o compoziție chimică și o utilizare preconizată diferite față de oțelurile speciale cu conținut ridicat de crom descrise mai sus.
A se vedea: oțeluri aliate pentru funcționare la temperaturi ridicate.

Vezi alte oțeluri rezistente la coroziune 

Metode de livrare

Alfa-Tech furnizează oțeluri înalt aliate concepute pentru utilizare la temperaturi ridicate, în diverse forme prefabricate și forjate. În funcție de calitate, dimensiuni și specificații necesare, materialul poate fi oferit ca:

• piese forjate în matriță deschisă,
• bare forjate,
• bare laminate rundă,
• bare plate,
• bare pătrate.

Atunci când se comandă materiale destinate componentelor critice care funcționează la temperaturi ridicate, este important să se specifice gradul, dimensiunile, standardul necesar, condițiile de tratament termic, proprietățile mecanice necesare și tipul documentului de acceptare.