Аустенитные жаропрочные стали

В состав аустенитных жаропрочных сталей обязательно входят: Ni и Mn для получения стабильного аустенита при комнатной температуре;

Cr для повышения жаростойкости, то есть чтобы стали не окислялись при высокой температуре;

небольшие добавки Mo, W, V, Ti и других элементов для повышения жаропрочности.

Термообработка для этих сталей - закалка от 1100...1200^oС в воде для растворения грубых выделений избыточных фаз (карбидов и интерметаллидов) в аустените и последующее длительное старение при 700...800^oС (типа высокого отпуска) до 16 часов. При этом эти избыточные фазы вновь выпадают преимущественно по границам зерен, но уже в мелкодисперсном виде и затрудняют ползучесть.

Аустенитно — карбидные жаропрочные стали. У них основным упрочнителем являются карбиды легирующих элементов (рис. 13.7). Марка стали - 40Х14Н14В2М(ЭИ69-старая маркировка). Недостатком этой стали является то, что очень много дорогого никеля. Поэтому используется более дешёвая сталь с марганцем -40Х15Н7Г7Ф2МС(ЭИ388).

Рис. 13.7. Микроструктура жаропрочной аустенитно-карбидной стали

Аустенитно-интерметаллидные жаропрочные стали. Марки - 10Х11Н20ТЗР (ЭИ696), 10Х11Н23ТЗМР, где Р - это бор 0,02%, используются для упрочнения границ зёрен. Микроструктура этих сталей представлена на рис. 13.8. Основным упрочнителем являются интерметаллиды Ni₃Ti, Fe3Ti и др. Сталь 10Х11Н23ТЗМР содержит несколько больше никеля и дополнительно легирована молибденом.

Поэтому она обладает более высокой жаропрочностью при 700...800°С по сравнению со сталью 10Х11Н20ТЗР.

Рис.13.8. Микроструктура жаропрочной аустенито-интерметаллидной стали

Аустенитные жаропрочные стали пластичны и хорошо свариваются. По сравнению с перлитными и мартенситными жаропрочными сталями обработка их резанием затруднена. Сварной шов аустенитных сталей при наличии крупного зерна обладает повышенной хрупкостью. Измельчить крупное зерно, полученное при перегреве, нельзя, так как у этих сталей отсутствует полиморфное α→γ превращение.

Применение:клапаны, камеры сгорания, лопатки газовых турбин. Рабочая температура у них 700...800^оС.