Jakie ma zastosowanie stal żaroodporna?
Jak sama nazwa wskazuje, główną cechą stali żaroodpornej jest wytrzymałość na wysokie temperatury. To jednak dość ogólne stwierdzenie. Czym więc wyróżnia się stal żaroodporna, jakie temperatury może wytrzymać, co wchodzi w jej skład i gdzie znajduje zastosowanie? Odpowiadamy w poniższych akapitach.
Czym charakteryzuje się stal żaroodporna?
Osiągnięcie odporności na wysokie temperatury jest możliwe dzięki odpowiedniemu składowi. Kluczową rolę stanowią tu dwa pierwiastki – chrom i nikiel. Zawartość każdego z nich może sięgać od 4-5 do nawet 30%! W mniejszych ilościach do stopu dodaje się molibden i wolfram, a także krzem, glin, tytan czy wanad. Węgla w stali żaroodpornej jest niewiele, nie przekracza on 0,2%.
Podział stali żaroodpornej
Ze względu na strukturę, stal żaroodporną można podzielić na:
- Ferrytyczną. Główny dodatek do stopu stanowi tutaj chrom, ważną rolę pełni też krzem i aluminium. Górna granica żaroodporności, zależnie od zastosowanych proporcji, może wynosić od 800 do 1100°C. Wykazuje wysoką odporność na zgorzelinowanie i działanie gazów zawierających siarkę. Jej wadą jest kruchość w temperaturze pokojowej, dlatego należy unikać uderzeń dynamicznych, np. przy pracach serwisowych.
- Austenityczna. Uzyskuje się ją dzięki wysokiej zawartości niklu (nawet 30%), co zwiększa odporność na obciążenia dynamiczne, a także górną granicę żaroodporności (1000-1150°C). Jest podatna na obróbkę na zimno oraz spawanie, jednak nie posiada wysokiej odporności na gazy zawierające siarkę.
Zastosowanie stali żaroodpornej
Kiedy temperatura przekracza 560°C, utlenianie żelaza zachodzi znacznie szybciej, w wyniku czego na powierzchni stalowej powstaje warstwa zgorzeliny. W takich warunkach zwykła stal nie wystarczy. A gdzie właściwie panują tak wysokie temperatury? W przemyśle ciepłowniczym, energetycznym, szklarskim czy nafciarskim. Stal żaroodporną znaleźć można w stosowanych w tych branżach piecach przemysłowych, rurociągach, kotłach parowych, komorach spalania, skrzynkach do nawęglania, systemach transportowych czy wentylatorach do gorących gazów. Zazwyczaj dostarczana jest w formie rur, blach, płaskowników i kształtowników.
Żaroodporność a żarowytrzymałość
Choć te pojęcia brzmią podobnie, oznaczają dwie różne właściwości. Żaroodporność to odporność na korozję gazową zachodzącą w wysokich temperaturach. Żarowytrzymałość odnosi się zaś do odporności na pełzanie. Osiąga się ją dzięki podwyższonej zawartości niklu. Stal żarowytrzymała znajduje zastosowanie tam, gdzie panuje wysoka temperatura oraz dochodzi do naprężeń i obciążeń mechanicznych – czyli m.in. w turbinach gazowych, instalacjach ciśnieniowych czy zaworach tłokowych silników.