Топлоустойчива стомана

Топлоустойчивата стомана се отнася до стоманата с устойчивост на окисляване при висока температура и якост при висока температура. Устойчивостта на високотемпературно окисляване е важно условие за осигуряване на дълготрайна работа на детайла при висока температура. Стоманени части при висока температура на въздуха и друга окислителна среда, кислород и стоманена повърхностна химическа реакция за образуване на различни слоеве от железен оксид, оксидният слой е много разхлабен, губи оригиналните характеристики на стоманата, лесно пада. За да се подобри устойчивостта на стоманата към окисляване при висока температура, към стоманата се добавят легиращи елементи, за да се промени структурата на оксида. Често използвани елементи от сплави са хром, силиций, алуминий и т.н. Те реагират с кислорода, за да образуват плътен, стабилен оксиден слой или пасивиращ слой Cr2O3, SiO2 или Al2O3, за да предпазят стоманата от по-нататъшно окисление. Добавя се количеството хром, силиций и алуминий и устойчивостта на стомана към окисляване при висока температура е добра, но ако количеството силиций и алуминий се добави твърде много, механичните свойства и процесът на стоманата ще се влошат. Следователно, топлоустойчивата стомана с хром като основен елемент на сплавта, силиций, алуминий като спомагателен елемент, накратко, устойчивостта на високотемпературно окисляване на стоманата е свързана само с химическия състав.
Якостта при висока температура се отнася до способността на стоманата да издържа на механичното натоварване за дълго време при висока температура. Стоманата при високотемпературно механично натоварване се размеква, тоест якостта намалява с повишаване на температурата. Второто е пълзене, т.е. под действието на постоянно напрежение размерът на пластичната деформация бавно се увеличава с удължаването на времето, а пластичната деформация на стоманата при висока температура се причинява от приплъзването на кристала и приплъзването на границата на зърното. Методът на легиране обикновено се използва за подобряване на якостта на стоманата при висока температура. Също така е да се добавят легирани елементи към стоманата, за да се подобри силата на свързване между атомите и да се образува благоприятна организация. Добавянето на хром, молибден, волфрам, ванадий, титан и др. може да укрепи матрицата на стоманата, да подобри температурата на прекристализация, но също така може да образува карбидни или интерметални съединения с повишена фаза, като Cr23C6, VC, TiC и др. Тези интензифицирани фази са стабилни при висока температура, не са разтворими, не са агрегатни агрегати и поддържат своята твърдост. Добавя се никел, главно за получаване на аустенит. Аустенитът е по-тясно подреден от атомите във ферита и междуатомната свързваща сила е силна, така че атомната дифузия е трудна. Така че високата температурна интензивност на аустенита е по-добра. Може да се види, че високата температурна якост на топлоустойчивата стомана е свързана не само с химичния състав, но и с тъканта.