Właściwości stali nierdzewnej
Wytrzymałość połączona z łatwością obróbki oraz odpornością na niekorzystne działanie warunków atmosferycznych, temperatury jak i innych czynników korozyjnych sprawiły, że stal nierdzewna jest materiałem o wielu zastosowaniach. Oprócz zawartej w nazwie odporności korozyjnej utrzymują bardzo dobre własności mechaniczne, a pod względem wytrzymałości dorównują innym gatunkom stali. Jedną z ciekawszych właściwości, jaką można uzyskać poprzez dodanie odpowiednich dodatków stopowych do stali nierdzewnej, jest żaroodporność oraz żarowytrzymałość.
Przeczytaj także: Gatunki stali nierdzewnej – rodzaje, oznaczenia i zastosowania + tabela
Stal nierdzewna żaroodporna - w jaki sposób powstaje i jakie składniki zawiera w sobie?
Żaroodporność stali nierdzewnej jest to odporność na działanie gorących gazów w temperaturze powyżej 550°C, które w przypadku innych stopów stali mogą doprowadzić do powstania ognisk korozji. Uzyskuje się ją poprzez utworzenie na jej powierzchni warstwy tlenków (zgorzeliny), które utrudniają przenikanie tlenu do metalu, tym samym zabezpieczając ją przed zniszczeniem. Aby, to osiągnąć konieczne jest wprowadzenie dodatków stopowych, takich jak: molibden, wolfram, krzem oraz aluminium, oraz wysoka zawartość chromu. Dodatkowo ze względów technologicznych stal nierdzewna żaroodporna wzbogacana jest również o niewielkie ilości niklu (maksymalnie 4%).
Stal żaroodporna, oprócz wytrzymałości temperaturowej charakteryzuje się również odpornością na pełzanie (powyżej 500°C) - czyli na powolną zmianę kształtu materiału, wynikającą z naprężeń - niższych od granicy sprężystości materiału.
Stal nierdzewna żarowytrzymała - proces kształtowania wytrzymałości stali na wysoką temperaturę
Żarowytrzymałość stali nierdzewnej z kolei to odporność na odkształcenia, zdolność metali i stopów do przenoszenia krótko - lub długotrwałych obciążeń (stałych lub zmiennych) w wysokiej temperaturze, połączona z odpornością na wielokrotne zmiany temperatury.
Stal nierdzewna żarowytrzymała powstaje dzięki wprowadzeniu do niej dodatków stopowych tj. molibden, kobalt, wanad, wolfram oraz tytan, chrom i krzem.
Własności stali nierdzewnej żarowytrzymałej wzrastają za pośrednictwem utwardzania wydzieleniowego oraz w wyniku umocnienia zgniotowego, jednak poprzez odkształcenia plastyczne na zimno te własności maleją.
Porównanie stali nierdzewnej żaroodpornej i żarowytrzymałej pod względem ich wykorzystania
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, wysokich (około 500°C) jak również w warunkach pokojowych, dzięki czemu znajdują zastosowanie w konstrukcjach budowlanych. Wśród grupy stali żaroodpornych znajdują się nie tylko materiały nierdzewne, ale również kwasoodporne.
Zastosowanie stali nierdzewnej żaroodpornej
Wysokiej jakości stal żaroodporna wykorzystywana jest przede wszystkim do produkcji rurociągów przesyłających gorące media, a także do stworzenia elementów różnego rodzaju instalacji, w których procesy technologiczne zachodzą w bardzo wysokich temperaturach. Ponadto stal żaroodporna stosowana jest w wielu gałęziach przemysłu wytwórczego, w tym głównie do stworzenia pieców, wentylatorów oraz kotłów parowych. Stal tego typu doskonale sprawdza się również w przypadku szyn kolejowych.
Zastosowanie stali nierdzewnej żarowytrzymałej
Ze stali żarowytrzymałej natomiast produkuje się części maszyn, podzespoły urządzeń ciśnieniowych, turbiny, wały wirnikowe, a także przedmioty zdecydowanie bardziej prozaiczne, czyli śruby oraz nakrętki.
Sprawdź również: Grupy i rodzaje stali nierdzewnych - charakterystyka oraz ich ogólne zastosowanie
Odporność na korozję oraz numery materiałowe stali żaroodpornych i żarowytrzymałych
Stale żaroodporne to głównie stale ferrytyczne lub austenityczne o dobrej odporności na utlenianie i działanie gorących gazów oraz spalin w temperaturze powyżej 550°C. W atmosferach utleniających chrom, krzem i aluminium tworzą na powierzchni stali ochronną warstewkę tlenków – warstwę zgorzeliny, która chroni materiał przed korozją w wysokiej temperaturze. Stale żaroodporne wraz z żarowytrzymałymi i nierdzewnymi należą do grupy stali odpornych na korozję.
Stale żaroodporne mają przypisane numery materiałowe w zakresie 1.47.. - 1.48..
Stale żarowytrzymałe to stale głównie martenzytyczne lub austenityczne o dobrej odporności na odkształcenie pod długotrwałym obciążeniem mechanicznym w temperaturze wyższej od 500ºC. Stanowią odmianę stali nierdzewnych i żaroodpornych (o podwyższonym stężeniu węgla), od których oczekuje się zachowania wysokich własności mechanicznych w wysokiej temperaturze. Stale żarowytrzymałe wraz z żaroodpornymi i nierdzewnymi należą do grupy stali odpornych na korozję.
Stale żarowytrzymałe mają przypisane numery materiałowe w grupie 1.49..