9. Stale stopowe do pracy w podwy szonej temperaturze PN-EN 10222-2:2002

S to stale stopowe stosowane w energetyce na urz dzenia ci nieniowe, elementy turbin i inne urz dzenia energetyki i przemysłu chemicznego, do pracy w temperaturze< 600°C.

Kryteria doboru: 1) W temperaturze pracy To < Tg procesy pełzania nie zachodz i dlatego do oblicze wytrzymało ciowych przyjmuje si warto R te min.

2) Stale do pracy w To > Tg - stale a-

rowytrzymałe; do oblicze przyjmuje

si Rz/t/T

Tg - temperatura graniczna,

To - temperatura pracy,

R te min - min granica plastyczno ci w

temperaturze pracy,

Rz/t/T - czasowa wytrzymało na peł-

zanie,

Rx/t/T - czasowa granica pełzania.

13CrMo4-5 Tg ≈ 485°C

11CrMo9-10

Tg ≈ 470°C

X20CrMoV11-1 Tg ≈ 470°C

Wymagania stawiane stalom do pracy w podwy szonej temperaturze:

• wysoka granica plastyczno ci i wytrzymało na rozci ganie,

• wysoka wytrzymało na pełzanie,

• dobra plastyczno i odporno na kruche p kanie,

• stabilno struktury i wła ciwo ci,

• spawalno ,

• niski koszt.

Skład chemiczny:

%C < 0,2 + Cr, Mo V

+ Ti, Nb, W

S to stale klasy: ferrytyczno- perlitycznej, bainitycznej, martenzytycznej (po chłodzeniu w powietrzu).

Obróbka cieplna:

• normalizowanie (+N),

• ulepszanie cieplne (+QT),

• normalizowanie i odpr anie (+NT).

Mikrostruktury:

Własno ci:

• ferrytyczno-perlityczna,

R 500°C

e

= (150-300) MPa,

• ferrytyczno-bainityczna,

R 20°C

e

= (295-500) MPa,

• martenzytu wysokoodpuszczonego.

Rz/10000/500 = (93-236) MPa

Przykłady: 16Mo3, 14MoV6-3, X10CrMoVNb9-1.

57

10. Stale aroodporne i arowytrzymałe

EN 10095:1999

aroodporno - odporno na działanie powietrza oraz spalin i ich agresywnych składników w temperaturze > 550°C. Polega głównie na tworzeniu si na powierzchni stali zwartej i dobrze przylegaj cej do powierzchni warstwy tlenków (zgorzeliny) chroni cej przed dalszym utlenianiem.

Czynniki wpływaj ce na aroodporno stali:

• dodatek (5-30)% Cr, do 3,0% Si, do 2,5% Al oraz struktura jednofazowa.

• dodatek w gla do 0,2% ze wzgl du na spawalno ,

• dodatek Ni do 20,5% ze wzgl du na struktur austenityczn .

Mikrostruktury:

•

> 12% Cr → ferrytyczna (do 1100°C)

•

Cr-Ni → austenityczna (do 1100 °C)

arowytrzymało - zdolno do przenoszenia obci e mechanicznych w temperaturze powy ej 550°C (To > Tg). Wysok arowytrzymało ci odznaczaj si grubo-ziarniste stale austenityczne z dyspersyjnymi wydzieleniami faz, głównie po grani-cach ziaren.

Czynniki wpływaj ce na arowytrzymało

stali:

• dodatek pierwiastków podwy szaj -

cych temperatur topnienia i rekrysta-

lizacji (pierwiastki zwi kszaj ce siły

mi dzyatomowe): Mo, W, V, Cr, Ti, Si,

• umocnienie wydzieleniowe przy

współudziale Ti, Nb, V i Ce,

• umocnienie przez zgniot,

• gruboziarnista struktura jednofazowa

(Trek. ferrytu < Trekr. austenitu).

58

Przykłady: X10CrSiAl13, X3CrAlTi18-2 (ferrytyczne), Rz/10000/800 = 4,3 MPa; X15CrNiSi25-21, X10NiCrAlTi32-21, X6NiCrNbCe32-27 (austenityczne), Rz/10000/800 =

(15-30) MPa

Mikrostruktury (po chłodzeniu w powietrzu): martenzytyczna, ferrytyczna z wydzieleniami w glików, austenityczna, austenityczna z wydzieleniami w glików.

Zastosowanie:

• stale ferrytyczne: na nieobci one elementy aparatury chemicznej, pieców i ko-tłów przemysłowych itp.,

• stale austenityczne stosowane s na podobne elementy ale obci one mecha-nicznie.

11. Stale zaworowe

PN-EN 10090:2001

Stale na zawory silników spalinowych o du ej odporno ci na korozj w rodowisku gor cych spalin o temperaturze około 750°C.

Skład chemiczny: (0,4-0,85)% C + Cr, Si (silichromy - stale martenzytyczne)

+ Ni, Mn, N - stale austenityczne

+ Mo, W - w celu podwy szenia arowytrzymało ci.

Obróbka cieplna:

• stale martenzytyczne: hartowanie (1000-1080)°C+ odpuszczanie (720-800)°C,

• stale austenityczne: przesycanie: (1140-1160)°C + starzenie 760-850)°C.

Przykłady: X45CrSi9-3, X40CrSiMo10-2, X55CrMnNiN20-8, X53CrMnNiNbN21-9

59

12. Stale na ło yska toczne

PN-EN ISO 683-17:2002U

Wymagania:

• du a twardo (min 62 HRC) i odporno na cieranie,

• wysoka czysto i jednorodna struktura bez skupie i pasmowej segregacji w glików,

• wysoka wytrzymało statyczna i zm czeniowa,

• hartowno zapewniaj ca uzyskanie struktury martenzytycznej bez austenitu szcz tkowego na całym przekroju.

Skład chemiczny:

1% C + (1,5-1,95)% Cr

Stan dostawy: wy arzony zmi kczaj co

Obróbka cieplna: hartowanie (820-840) °C + niskie odpuszczanie 180°C/(1-2) h.

Mikrostruktura: drobnolistwowy martenzyt niskoodpuszczony.

Przykłady: 100Cr6, 100CrMo7, 100CrMnSi6-4

Inne grupy stali na ło yska toczne:

Obróbka cieplna:

1. Do naw glania

Naw glanie + hartowanie +

np.20Cr4, 20MnCrMo4-2

niskie odpuszczanie

2. Do hartowania powierzchniowego

Ulepszanie cieplne + harto-

np. 56Mn443CrMo4

wanie powierzchniowe + ni-

skie odpuszczanie

3. Odporne na korozj wysokochromowe,

Hartowanie + niskie odpusz-

np. X65Cr14, X108CrMo17

czanie

4. arowytrzymałe

Hartowanie + wysokie od-

np. 80MoCrV42-16, X75WCrV18-4-1

puszczanie

60