Жаростойкие и жаропрочные материалы.

Жаростойкость характеризует способность металлического материала

сопротивляться окислению в газовой среде при высокой температуре.

Жаропрочность характеризует способность материала сохранять

механические свойства при высокой температуре.

Под жаростойкими сталями

понимают стали, обладающие стойкостью против химического разрушения

поверхности при высокой температуре (свыше 550°С) . При нагреве стапи

происходит окисление поверхности и образуется оксидная пленка (окалина).

Дальнейшее окисление определяется скоростью проникновения атомов кислорода

через эту апенку. Через пленку оксидов железа они проникают очень легко. Для

повышения жаростойкости сталь легируют элементами, образующими плотную

пленку, через которую атомы кислорода не проникают. Эти элементы — хром,

алюминий, кремний. Так как апюминий и кремний повышают хрупкость стати,

чаще всего применяют хром. Чем больше его содержание, тем более жаропрочной

является сталь. Сталь 15X5 выдерживает до 600°С, 40Х9С2 — до 800°С,

рассмотренные ранее 12X17 — до 900°С и 15X28 — до 1050°С.

Жаропрочные материалы способны противостоять механическим нагрузкам

при высоких температурах. Жаропрочные стали классифицируются по структуре.

Перлитные стали содержат малое количество углерода, легируются хромом

молибденом, ванадием (12ХМ, 12Х1МФ). Используют для изготовления труб,

паропроводов и др. деталей, длительно работающих при температуре 500-550°С.

Мартенситные стали в большом количестве легированы хромом (15X11МФ,

15Х12ВНМФ). Они используются для деталей энергетического оборудования,

длительно работающего при температуре 600-620°С. Особую группу мартенситных

сталей составляют сильхромы, применяемые для клапанов двигателей внутреннего

сгорания. Они дополнительно легированы кремнием (40Х9С2, 40X10С2М).

Аустенитные стали легированы большим количеством хрома и никеля а

также другими элементами (09Х14Н16Б, 09Х14Н19В2БР). Из этих сталей

изготавливают детали газовых турбин, работающих при температуре 600-700°С.

Для работы при более высоких температурах (700-900°С) служат сплавы на

основе никеля, называемые нимониками. Примером нимоника является сплав

ХН77ТЮР, содержащий кроме никеля приблизительно 20% Сr, 2,5% Ti, 1% А1.

Дпя работы при температурах свыше 1000°С используют тугоплавкие металлы и их

сплавы. Это — хром, ниобий, молибден, тантал, вольфрам. Они используются в

атомной энергетике и в космической технике.

Температуры 1500-1700°С выдерживают жаропрочные керамические

материалы на основе карбида и нитрида кремния.__