stalesia facebook stalesia goolge plus

tel.: +48 (12) 260 10 65
dział handlowy numery wewnętrzne:
106, 114, 115, 124, 125
email: info@stalesia.com

Żaroodporność i żarowytrzymałość stali

żaroodporność i wytrzymałość stali

Maszyny wykorzystywane we współczesnym przemyśle ciężkim charakteryzują się dużą odpornością na działanie wysokich temperatur. Takie właściwości zapewnia im stal żaroodporna, z której wykonane są różnego rodzaju rury bezszwowe, blachy, szyny kolejowe i tramwajowe, hollow bar, kształtki, kątowniki oraz inne elementy, stosowane w produkcji urządzeń pracujących w wysokich temperaturach, na przykład kotły czy piece przemysłowe w górnictwie, hutnictwie, transporcie, budownictwie, przemyśle samochodowym, odlewnictwie.

Żaroodporność stali zapewnia jej skład chemiczny, który cechuje się wysoką zawartością chromu oraz dodatków stopowych, takich jak: molibden, wolfram, krzem oraz aluminium. Dzięki temu stal wzmocniona jest o właściwości żarowytrzymałe, przez co jest dużo odporniejsza na korozyjne działanie gorących gazów, o temperaturze powyżej 550°C. Ze względów technologicznych stal wzbogacana jest również o niewielkie ilości niklu (maksymalnie 4%), które mogą decydować o jej strukturze. Stal najczęściej posiada strukturę ferrytyczno-austenityczną lub ferrytyczną, która charakteryzuje się wysoką podatnością na kruchość, związaną z wydzielaniem węglików w wysokiej temperaturze (350-550°C).

Wśród grupy stali odpornych na korozję znajdują się nie tylko materiały żaroodporne i nierdzewne, ale również kwasoodporne. Każdy z tych gatunków ma swoje oznaczenie – stale żaroodporne i żarowytrzymałe posiadają symbole od 1.47… do 1.48… Jeśli chodzi o spawalność stali żaroodpornych, w przypadku gatunków ferrytycznych cały proces wymaga wcześniejszego podgrzania do temperatury 100-300°C. Dodatkowo, po zakończeniu spawania wymagana jest obróbka, której głównym elementem jest wyżarzanie w temperaturze około 750-800°C. Dotyczy to takich gatunków jak: 1.4742 (X10CrAlSi18), 1.4762 oraz 1.4724 (X10CrAlSi13). Są jednak materiały o znacznie lepszych właściwościach spawalniczych, dzięki czemu po zakończonym procesie nie należy dokonywać obróbki cieplnej. Takie cechy posiada stal 1.4749 (AlSi446).

Aby ocenić stopień żaroodporności danego materiału, przeprowadza się specjalistyczne testy – przez 24 godziny próbka stali nagrzewana jest do określonej temperatury, po czym schładzana do 20°C. Zanim z powierzchni zostanie usunięta powstała ochronna warstwa zgorzeliny, czynność nagrzewania i chłodzenia należy powtórzyć pięciokrotnie. Potem następuje ważenie materiału, które pozwala na ustalenie ubytku masy. To właśnie ten parametr decyduje o tym, czy poddana próbie stal posiada właściwości żaroodporne. Żaroodporność stali można ulepszyć poprzez dodanie pierwiastków ziem rzadkich (lantan, cer, prazeodym, neodym), dzięki czemu tlenki znajdujące się w warstwie ochronnej będą bardziej odporne na złuszczanie się, które jest bezpośrednią przyczyną ubytku materiału podczas użytkowania.

Stal żaroodporna w większości przypadków ma również właściwości nierdzewne. Podstawową różnicą między nimi jest ich przeznaczenie. Materiały nierdzewne mogą być stosowane zarówno w temperaturach ujemnych, bardzo wysokich (około 500°C), jak również w warunkach pokojowych. Takie cechy sprawiają, że są to materiały o wysokiej odporności na korozję. Mają więc zastosowanie w konstrukcjach budowlanych, np. do zbrojenia ścian betonem. Jeśli chodzi o stale żaroodporne, są one nie tylko wytrzymałe na temperaturę powyżej 500°C, ale charakteryzują się również odpornością na pełzanie, czyli na powolną zmianę kształtu materiału, wynikającą z naprężeń, niższych od granicy sprężystości materiału.