Жаропрочность — это способность металла сопротивляться механическим нагрузкам при высоких температурах в течение заданного времени. В энергетике, авиастроении и нефтехимии востребованы материалы, сохраняющие структуру при нагреве свыше 500-600°C. Основной стандарт, регламентирующий химический состав и маркировку таких сплавов в России — ГОСТ 5632-2014.

Технические группы и маркировка

Выбор конкретной марки зависит от условий эксплуатации: температуры, давления и агрессивности среды. В промышленном производстве правильно подобранная жаропрочная сталь гарантирует долгий срок службы узлов трения и нагревательных элементов.

1. Низколегированные перлитные стали. Применяются для пароперегревателей и сосудов под давлением (до 580°C). Примеры: 12Х1МФ, 25Х1МФ, 15ХМ, 12МХ, 15Х1М1Ф. Они содержат хром, молибден и ванадий для стабилизации структуры.
2. Мартенситные и мартенситно-ферритные стали. Используются в деталях турбин при 500-600°C. К ним относятся 15Х11МФ, 13Х11Н2В2МФ, 20Х12ВНМФ, 40Х9С2. Добавление кремния повышает окалиностойкость.
3. Аустенитные стали. Базируются на системе железо-хром-никель. Марки 10Х23Н18, 08Х16Н11М3, 31Х19Н9МВБТ, 12Х25Н16Г7АР работают при 600-800°C. Сталь 10Х11Н23Т3МР-ВД часто применяется для крепежных деталей авиационных двигателей.

Никелевые и специальные сплавы

Для температур 800-1100°C железа в составе становится недостаточно, и основой выступает никель.

• Отечественные сплавы:ХН77ТЮР (ЭИ437Б), ХН70ВМТЮ, ХН60ВТ, ХН50ВМТЮБ-ВИ. Процесс вакуумно-индукционной плавки (ВИ) или электрошлакового переплава (Ш) минимизирует количество примесей. Сплав ЖС6У-ВИ — типовой материал для литых лопаток газовых турбин.
• Зарубежные аналоги: Серия Инконель (Inconel). Инконель-625 и Инконель-718 отличаются высокой свариваемостью. Инконель-X750 применяется в пружинах, работающих в активной зоне реакторов, а Инконель-939 — в стационарных газовых установках.

Нормативная база и сортамент

Поставка металлопродукции осуществляется согласно строгим техническим условиям и стандартам:

• Сортовой и калиброванный прокат: ГОСТ 5632-2014, ГОСТ 22411-77.
• Квадрат стальной горячекатаный: ГОСТ 2879-88.
• Специальные ТУ для авиационной промышленности: ТУ 14-1-377-72, ТУ 14-1-3953-84.

Легирование такими элементами, как вольфрам (марки ХН35ВТ, 45Х14Н14В2М), бор (марки 09Х14Н19В2БР1, 12Х12МВФБР) и ниобий (08Х16Н13М2Б), позволяет создавать барьеры для движения дислокаций. Это предотвращает ползучесть — медленную деформацию металла под постоянной нагрузкой. Для защиты от окисления используют стали с высоким содержанием хрома и алюминия, например 15Х18СЮ или ХН45Ю.