Сталь жаропрочная

Жаропрочной называется сталь, которая не деформируется и не разрушается при высоких рабочих температурах. Ее создателями являются немецкие инженеры-металлурги Г.Бандель и К.Гебхардт, работавшие в исследовательском отделении военно-промышленного концерна Круппа. Свое детище они назвали Tinidur (тинидур) – по первым буквам слов «титан», «никель», «прочный».

Жаропрочная сталь была разработана учеными в 1936-м году, и уже в 1937-м году было решено изготавливать из нее теплонапряженные узлы для Хейнкеля Не-178 - первого в мире турбореактивного самолета. Однако, несмотря на успешные испытания, он не произвел должного эффекта, может потому, что крылья у него были деревянными.

Впоследствии жаропрочной сталью заинтересовалась авиастроительная компания «Юнкерс», которая на исходе Второй мировой войны использовала ее в производстве двигателей перехватчика Мессершмидт Ме 262. Это был первый в мире реактивный самолет, участвовавший в боевых действиях. Но он оказался очень уязвимым на взлете и при посадке. Однако жаропрочная сталь продемонстрировала свой потенциал, который в послевоенные годы стал использоваться во всем мире не только в авиационной, но и ракетно-космической технике, энергетическом машиностроении и других отраслях промышленности.

Сталь по своей сути является сплавом железа, углерода и легирующих добавок, то есть тех, которые придают ей определенные свойства. В частности жаропрочность обеспечивается в основном благодаря хрому и никелю, свою лепту вносят и другие металлы.

Жаропрочные стали разнятся своими свойствами, соответственно имеют и различные области применения, в связи с чем, классифицируются по трем группам: высоколегированные, низколегированные и релаксационные.

Из высоколегированной жаропрочной стали изготавливаются детали, предназначенные для длительной работы в условиях температур до 600°C. Эта сталь характеризуется великолепной ударной вязкостью (поглощением механической энергии) и низкой ползучестью (непрерывной деформацией). Ее особенность в повышенном содержании никеля, хрома и молибдена в сравнении с другими сталями.

Низколегированная жаропрочная сталь применяется для деталей, используемых при температурных режимах до 450°C. В ее составе хромовые и молибденовые добавки, благодаря которым сталь получает повышенную износостойкость.

Релаксационную сталь используют для изготовления деталей, используемых в работе с температурами до 500°C. Она характеризуется большим содержанием углерода, поэтому отличается от других наиболее низкой ползучестью, а кристаллическая решетка имеет высокую упругость.

В целом триаде свойственны длительная прочность, термо- и износостойкость, а также медленная ползучесть. Это основные качества жаропрочных сталей.

Для производства жаропрочных сталей используются особые технологии с предварительной термической обработкой, легированием хромом и применением молибденовых, никелевых, титановых и других элементов. Хром отвечает за жаростойкость и сводит на нет коррозию, никель позволяет добиться высочайшей свариваемости стали, молибден способствует высокой температуре рекристаллизации, а титан в небольшом количестве улучшает длительную прочность, а в большом соотношении - эластичность.

• кобальто-вольфрамовых резцов на токарно-винторезных станках;
• ковки;
• точной штамповки;
• прессовки;
• шлифовки;
• прецизионного литья;
• полировки;

• гидроабразивной резки;
• токарной обработки;
• фрезерной обработки;
• лазерной резки;
• пайки;
• точечной сварки и пр.

Наиболее распространенными технологиями сварки является сварка с помощью электродов и трения, а также диффузионная сварка.

Из жаропрочных сталей изготавливаются ракеты и их силовые установки, силовые установки истребителей и гражданских самолетов, газовые турбины судов (газотурбоходов) и локомотивов (газотурбовозов), газовые и паровые турбины стационарных силовых и котельных установок, камеры сгорания, металлургические печи.
Жаропрочные стали используются на электростанциях, при перекачке нефти и нефтепродуктов, природного газа, гидрогенизации топлива и мн.др.

О значении жаропрочных сталей можно судить по тому, что сегодня их доля в стальном прокате достигает практически 50%, и они составляют до половины всей массы турбин. Рабочие температуры некоторых жаропрочных сталей достигают 7500°C. И это не предел для научно-технической мысли.