Високолегирани челици за рад на повишеним температурама

Високолегирани челици за рад на повишеним температурама чине групу специјални челици Дизајниране за компоненте које су изложене продуженом излагању повишеним температурама и механичким оптерећењима током рада. Првенствено се користе у електроенергетској индустрији, изградњи турбина и термалној опреми, укључујући лопатице и компоненте парних турбина, компоненте ротора, отковке, завртње, причвршћиваче и друге критичне делове који раде на температурама у распону до приближно 550–600°C, у зависности од квалитета и услова рада.
Примарна сврха ових челика је да одрже одговарајућа механичка својства током дуготрајног рада на температурама на којима типични конструкциони челици почињу значајно да губе чврстоћу. Чврстоћа на пузање, отпорност на релаксацију напона, микроструктурна стабилност и отпорност на оксидацију на радним температурама су од примарног значаја.

Састав и својства високолегираних челика за рад на повишеним температурама

Карактеристична компонента врсте о којој је реч је хромКод челика 15H11MF, 15H12WMF, 20H12M1F и 23H12MNF, његов садржај је приближно 11–13%. Хром повећава отпорност на оксидацију и корозију на високим температурама и утиче на каљивост и механичка својства челика.
Поред хрома, користе се и адитиви молибден, ванадијум, волфрам i никлЊихов одговарајуће одабран садржај омогућава добијање микроструктуре која обезбеђује високу чврстоћу на радним температурама.
молибден повећава отпорност на пузање и побољшава задржавање својстава чврстоће током дуготрајног рада на високим температурама. Ванадијум подстиче стварање трајних карбидних и нитридних талога, ограничава раст зрна и повећава отпорност на отпуштање. Волфрам, као и молибден, повећава структурну стабилност и чврстоћу на повишеним температурама. Никл утиче, између осталог, на каљивост, дуктилност и структурну стабилност одабраних врста.
Важну улогу игра и угаљ, јер учествује у формирању легираних карбида. Њихова врста, расподела и стабилност имају директан утицај на механичка својства челика током дуготрајне употребе.

Отпорност на пузање – кључно својство челика за употребу на температурама

Један од најважнијих критеријума за избор материјала за енергетске елементе је отпорност на пузањеОво је спора, прогресивна деформација материјала која се јавља током дужег излагања напрезању на повишеним температурама.
Ова појава је посебно значајна за компоненте турбина, електрана и термалну опрему, која може да ради хиљадама или десетинама хиљада сати. Стога, материјал се може постепено деформисати чак и ако је примењени напон испод његове краткорочне границе течења.
Стога се при пројектовању таквих компоненти узимају у обзир не само типична механичка својства одређена на собној температури, већ и дугорочне карактеристике као што су чврстоћа на пузање и чврстоћа на ломљење.

Челик за употребу на повишеним температурама и челик отпоран на топлоту и пузање

Ове термине не треба користити наизменично. За челике намењене за употребу на повишеним температурама, кључни фактор је њихова способност да издрже механичка оптерећења током дужег периода на датој температури.
Челици отпорни на топлоту и отпорни на пузање чине ширу групу материјала дизајнираних за рад на високим температурама. Отпорност на топлоту се првенствено односи на отпорност материјала на хемијске ефекте врућих гасова и оксидацију, док се отпорност на пузање односи на способност одржавања одговарајућих механичких својстава при раду на високим температурама.
Стога, при избору класе, треба узети у обзир радну температуру, време излагања, ниво напрезања, природу оптерећења и окружење у којем елемент ради.

Ознаке челика према старим пољским ПН ознакама

У старијим пољским ознакама класе челика, први број приближно представља просечан садржај угљеника, изражен у стотим деловима процента. Слова која следе означавају најважније легирајуће елементе.
Дотична група обухвата, између осталог, следеће ознаке:

• H – хром (Cr),
• М – молибден (Mo),
• F – ванадијум (V),
• N – никл (Ni),
• W – волфрам (W).

Бројеви који следе симболе елемената могу указивати на њихов приближан садржај, а тумачење зависи од правила која се користе у специфичном систему обележавања челика. Стога, симбол квалитета треба сматрати ознаком материјала, а не заменом за потпуну хемијску анализу наведену у релевантном стандарду.
На пример 23H12MNF означава челик који садржи приближно 0,23% угљеника и приближно 12% хрома, са додатком молибдена, никла и ванадијума. Тачне дозвољене опсеге садржаја за појединачне елементе увек треба проверити у релевантном стандарду за материјал или сертификату о пријему.

Високолегирани челици за рад на повишеним температурама

• 15H11MF – хром-молибден-ванадијум челик,
• 15:12 ЗМФ – хром-волфрам-молибден-ванадијум челик,
• 20H12M1F – хром-молибден-ванадијум челик,
• 23H12MNF – хром-молибден-никл-ванадијум челик-1.4923, X22CrMoV12-1

апликација

Високолегирани челици овог типа се првенствено користе у енергетском сектору и у изради машина и опреме које раде на повишеним температурама. У зависности од квалитета, термичке обраде и потребних својстава, могу се користити за примене као што су:

• лопатице парних турбина,
• отковци лопатица и остали делови турбина,
• елементи ротора,
• вијци и причвршћивачи који раде на повишеним температурама,
• елементи енергетске и термичке опреме,
• машински делови изложени истовременом дејству температуре и дуготрајних механичких оптерећења.

Избор одређене класе треба да узме у обзир не само максималну температуру, већ и време рада, ниво напрезања, потребна механичка својства, услове околине и планирану термичку обраду.

Ниско и средње легирани челици за рад на повишеним температурама

Посебну групу чине легирани челици који се користе у применама као што су производња електричне енергије, израда котлова и инсталације под притиском. Ови материјали имају другачији хемијски састав и намену од горе описаних специјалних челика са високим садржајем хрома.
Погледајте: легирани челици за рад на повишеним температурама.

Погледајте остале челике отпорне на корозију 

Методе испоруке

Алфа-Тек испоручује високолегиране челике дизајниране за употребу на повишеним температурама у различитим облицима, кованим и прерађеним. У зависности од квалитета, димензија и потребних спецификација, материјал се може понудити као:

• отковци у отвореном калупу,
• коване шипке,
• ваљане шипке округло,
• равне шипке,
• квадратне шипке.

Приликом наручивања материјала намењених за критичне компоненте које раде на повишеним температурама, важно је навести квалитет, димензије, потребни стандард, услове термичке обраде, потребна механичка својства и врсту документа о пријему.