Жаропрочную сталь используют для деталей, которые работают под нагрузкой при высокой температуре: элементов энергетического оборудования, печных узлов, крепежа, деталей турбин, арматуры и других конструкций. Для такой продукции важны не только рабочая температура, но и уровень нагрузки, продолжительность нагрева, цикличность работы и среда.
Жаропрочность и жаростойкость
Жаропрочность показывает способность материала сохранять механические свойства и сопротивляться разрушению под нагрузкой при высокой температуре. Жаростойкость характеризует устойчивость поверхности к окислению и газовой коррозии при нагреве. Для деталей, которые продолжительное время работают при нагреве, могут иметь значение длительная прочность и сопротивление ползучести – постепенной деформации материала под постоянной нагрузкой. Для узлов с периодическим нагревом дополнительно учитывают температурные циклы и режим охлаждения.
Формы продукции
Жаропрочные материалы поставляют в виде кругов, прутков, полос, листов, плит, труб, проволоки, ленты, поковок и других полуфабрикатов. Для цилиндрических деталей и последующей токарной обработки удобен круг, для плоских элементов – лист, плита или полоса. Трубу выбирают для полых деталей и трубопроводных элементов, проволоку и ленту – для изделий небольшого сечения. Размеры задают по форме продукции. Для круга указывают диаметр и длину, для листа – толщину и формат, для трубы – наружный диаметр и толщину стенки. Поковку обычно выбирают по размерам, близким к форме готовой детали. Если заготовку предстоит механически обрабатывать, в сечении оставляют необходимый припуск, но без чрезмерного увеличения расхода материала.
Марки и состояние поставки
Марку жаропрочного материала определяют по рабочей температуре, нагрузке, среде и требованиям к механическим свойствам. В этой группе применяются как стали, так и жаропрочные сплавы на никелевой или железоникелевой основе. Поэтому для заказа важно полное обозначение материала, включая индексы, которые относятся к способу выплавки или состоянию поставки. Состояние материала рассматривают отдельно от химического состава. Заготовки могут быть горячекатаными, коваными, калиброванными, шлифованными или иметь другое исполнение поверхности.
ГОСТ и контроль качества
ГОСТ 5632-2014 устанавливает марки коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов. ГОСТ 20072-74 относится к теплоустойчивой стали и применяется к своей группе продукции, поэтому его не используют как общий документ для всех жаропрочных материалов. Размеры, допустимые отклонения и требования к конкретному полуфабрикату задают по стандарту или ТУ на круг, лист, трубу, поковку либо другую форму поставки. Для ответственных деталей в спецификации могут быть предусмотрены испытания механических свойств при комнатной или повышенной температуре, контроль структуры, поверхности и другие проверки. Такой набор определяют по условиям работы изделия. Если дополнительных требований нет, достаточно указать нормативный документ и состояние материала, предусмотренные проектом.
Подбор продукции
Для расчёта нужны марка материала, форма продукции, основные размеры, состояние поставки и количество. Для новой детали полезно добавить рабочую температуру, нагрузку и характеристики среды, если от них зависит выбор марки. При механической обработке указывают необходимую длину отрезков и припуск, а при особых требованиях – состояние поверхности или вид контроля. Для поставки жаропрочной стали в Стальтеку направляют спецификацию на выбранные заготовки. При расчёте материала для ответственного узла заранее согласуют документы о качестве и необходимые сертификаты. Требования к партии лучше связать с конкретными позициями проекта.
