Жаростойкие и жаропрочные сплавы

Жаропрочные стали — состав, марки, виды, применение

Различные марки жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов признаются лучшим материалом для изготовления конструкций, функционирующих в особо сложных и агрессивных средах.

Основные сведения о жаростойких и жаропрочных сплавах

Жаропрочные сплавы и стали — материалы, работающие при высоких температурах в течение заданного периода времени в условиях сложно-напряженного состояния и обладающие достаточным сопротивлением к коррозии в газовых средах.

Жаростойкие сплавы и стали — материалы, работающие в ненагруженном или слабо-нагруженном состоянии при повышенных температурах (более 550 °C) и обладающие стойкостью к коррозии в газовых средах.

Активный интерес к подобным материалам стал проявляться в конце 30-х годов XX века, когда появилась необходимость в материалах способных работать при достаточно высоких температурах. Это связано с развитием реактивной авиации и газотурбинных двигателей.

Основой жаростойких и жаропрочных сплавов могут быть никель, кобальт, титан, железо, медь, алюминий. Наиболее широкое распространение получили никелевые сплавы. Они могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее распространенными среди жаропрочных являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050-1100 °C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках.

Жаропрочный металл и жаростойкость

Ненагруженные конструкции, эксплуатируемые при температуре порядка 550°С в окислительной газовой атмосфере, изготавливаются обычно из жаростойкой стали. К данным изделиям часто относятся детали нагревательных печей. Сплавы на базе железа при температуре больше 550°С склонны активно окисляться, из-за чего на их поверхности образуется оксид железа. Соединение с элементарной кристаллической решеткой и нехватка атомов кислорода приводит к появлению окалины хрупкого типа.

Для улучшения жаростойкости стали в химический состав вводятся:

хром;
кремний;
алюминий.

Данные элементы, соединяясь с кислородом, способствуют формированию в металле надежных, плотных кристаллических структур, благодаря чему и улучшается способность металла спокойно переносить повышенную температуру.

Тип и количество легирующих элементов, вводимых в состав сплава на базе железа, зависит от температуры, в которой эксплуатируется изделие из него. Лучшая жаростойкость у сталей, легирование которых выполнялось на основе хрома. Наиболее известные марки этих сильхромов:

15Х25Т;
08Х17Т;
36Х18Н25С2;
Х15Х6СЮ.

С повышением количества хрома в составе жаростойкость увеличивается. С хромом могут создаваться марки металлов, изделия из которых не утратят первоначальных характеристик и при долгом воздействии температуры больше 1000°С.

Особенности жаропрочных материалов

Жаропрочные сплав и стали успешно эксплуатируются при постоянном воздействии больших температур, причем склонность к ползучести не проявляется. Суть данного процесса, которому подвержены стали обыкновенных марок и прочие металлы, в том, что материал, испытывающий воздействие постоянной температуры и нагрузку, медленно деформируется, или ползет.

Ползучесть, которой стараются избежать при создании жаропрочных сталей и металлов другого типа, бывает:

длительной;
кратковременной.

Для определения параметров кратковременной ползучести материалы подвергаются испытаниям: помещаются в печь, нагретую до нужной температуры, а к ним на определенное время прикладывается растягивающая нагрузка. За короткое время проверить материал на склонность к длительной ползучести и выяснить, каков ее предел, не удастся. С этой целью испытуемое изделие в печи подвергается длительной нагрузке.

Важность предела ползучести в том, что он характеризует наибольшее напряжение, ведущее к разрушению разогретого образца после воздействия определенное время.

Свойства жаростойких и жаропрочных сплавов

Для повышения жаростойкости используются легирующие добавки, которые также улучшают прочность металлов. Благодаря легированию на поверхности сплавов образуется защитная пленка, снижающая скорость окисления изделий. Основные легирующие элементы: никель, хром, алюминий, кремний. В процессе нагрева образуются защитные оксидные пленки (Cr,Fe)2O3, (Al,Fe)2О. При содержании 5–8 % хрома жаростойкость стали увеличивается до 700–750 градусов по Цельсию, 17 % хрома – до 1000 градусов, при 25 % хрома – до 1100 градусов.

Жаропрочные марки металлов – сплавы на основе железа, никеля, титана, кобальта, упрочненные выделениями избыточных фаз (карбидов, карбонитридов и др.). Жаропрочностью обладают хромоникелевые и хромоникелевомарганцевые стали. Под воздействием высоких температур они не склонны к ползучести (медленная деформация при наличии постоянных нагрузок). Температура плавления жаропрочной стали составляет 1400-1500 °С.

Характеристика химического состава

Жаропрочные свойства в первую очередь определяются температурой плавления основного компонента сплава, затем его легированием и режимами предшествующей термообработки, определяющими структурное состояние сплава. Основой жаропрочных сталей являются твёрдые растворы или перенасыщенные растворы, способные к дополнительному упрочнению вследствие дисперсионного твердения.

Для кратковременной службы применяются сплавы с высокодисперсным распределением второй фазы, а для длительной службы — структурно-стабильные сплавы. Для длительной службы выбирается сплав не склонный к дисперсионному твердению.

Самым распространённым легирующим элементом в жаропрочных сталях является хром (Cr), который благоприятно влияет на жаростойкость и жаропрочность.

Высоколегированные жаропрочные стали из-за различных систем легирования относятся к различным классам:

ферритные (08Х17Т, 1Х13Ю4, 05Х27Ю5),
мартенситные (20Х13, 30Х13),
мартенситно-ферритные (15Х12ВН14Ф),
аустенитные (37Х12Н8Г8МФБ).

Внутри каждого класса различаются стали с различным типом упрочнения:

карбидным, интерметаллидным, смешанным (карбидно-интерметаллидным).

Для котельных установок, работающих длительное время (10 000—100 000 часов) при температурах 500—580 °C, рекомендуются стали перлитного класса, введение молибдена в которые повышает температуру рекристаллизации феррита и тем самым повышает его жаропрочность.

Однако бо́льшую часть жаропрочных сталей, работающих при повышенных температурах, составляют аустенитные стали на хромоникелевой и хромомарганцевой основах с различным дополнительным легированием. Эти стали подразделены на три группы:

гомогенные (однофазные) аустенитные стали, жаропрочность которых обеспечивается в основном легированностью твёрдого раствора;
стали с карбидным упрочнением;
стали с интерметаллидным упрочнением.

Марки жаропрочных и жаростойких сталей

Стали, отличающиеся жаропрочностью и жаростойкостью, по состоянию внутренней структуры подразделяются на несколько категорий:

аустенитные;
мартенситные;
перлитные;
мартенситно-ферритные.

При этом стали, относящиеся к категории жаростойких, могут быть представлены еще двумя типами:

ферритные;
аустенитно-ферритные или мартенситные.

Основные свойства некоторых жароупорных сталей (нажмите для увеличения)

Если рассматривать стали с мартенситной внутренней структурой, то их наиболее известными марками являются:

Х5 (из такой жаропрочной стали производят трубы, которые предполагается эксплуатировать при температурах, не превышающих 650°);
Х5М, Х5ВФ, Х6СМ, 1Х8ВФ, 1Х12Н2ВМФ (используются для производства изделий, эксплуатируемых при 500–600° на протяжении определенного периода времени (1000–10000 часов));
3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (изделия из данных марок могут успешно эксплуатироваться при 850–950°, поэтому из таких сталей производят клапаны двигателей транспортных средств);
1Х8ВФ (изделия из жаропрочной стали этой марки могут успешно эксплуатироваться при температурах, не превышающих 500°, на протяжении 10000 часов и даже дольше; из данного материала, в частности, производят конструктивные элементы паровых турбин).

Листовая жаропрочная сталь используется там, где требуется хорошая стойкость к высокой температуре и к агрессивной среде

Основой мартенситной структуры стали является перлит, который меняет свое состояние в том случае, если в составе материала увеличить количественное содержание хрома. Перлитными являются следующие марки жаропрочных и жаростойких сталей, относящихся к хромомолибденовым и хромокремнистым: Х6С, Х6СМ, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М и Х13Н7С2. Чтобы получить из этих сталей материал с внутренней структурой сорбита, который отличается высокой твердостью (не менее 25 единиц по шкале HRC), их сначала закаливают при 950–1100°, а затем подвергают отпуску.

Стальные сплавы с ферритной внутренней структурой, относящиеся к категории жаростойких материалов, содержат в своем химическом составе от 25 до 33% хрома, который и определяет их характеристики. Чтобы придать таким сталям мелкозернистую структуру, изделия из них подвергают отжигу. К сталям данной категории относят марки 1Х12СЮ, Х17, 0Х17Т, Х18СЮ, Х25Т и Х28. Следует иметь в виду, что при нагревании этих сталей до 850° и выше, зерно в их внутренней структуре начинает укрупняться, что приводит к увеличению их хрупкости.

Жаропрочная нержавеющая сталь применяется при производстве тонколистового проката, бесшовных труб и различных агрегатов пищевой и химической промышленности

Стали, основу структуры которых составляют мартенсит и феррит, активно применяются для производства изделий различного назначения, используемых в машиностроительной отрасли. Изделия, для изготовления которых применяют такие жаропрочные сплавы, даже на протяжении достаточно длительного времени могут успешно эксплуатироваться при температуре, находящейся в пределах 600°. Наиболее распространенными марками данных жаропрочных сталей являются Х6СЮ, 1Х13, 1Х11МФ, 1Х12В2МФ, 1Х12ВНМФ, 2Х12ВМБФР. Такие жаропрочные сплавы отличаются тем, что хром в их химическом составе содержится в пределах 10–14%, а легирующими добавками, при помощи которых улучшают их химический состав, являются вольфрам, молибден и ванадий.

4 Аустенитно-ферритные и аустенитные жаростойкие сплавы

1. Заказ

Отправьте заявку, либо продиктуйте нужные позиции менеджеру по телефону.

На крупные заказы предоставляем скидки от прайсовой цены.

Работаем более чем с 13 заводами, можем найти и поставить редкие позиции «под заказ».

2. Оплата

Менеджер заполнит договор и проконсультирует по всем вопросам.

Пришлите платежное поручение с отметкой банка для более оперативной отгрузки.

3. Доставка и самовывоз

Согласуйте с менеджером дату и время доставки, пришлите схему проезда и контакты принимающего лица.

В случае самовывоза — отправьте вашему менеджеру данные на автотранспорт.

4. Приёмка и разгрузка

Разгрузка производится силами покупателя, однако, в случае отсутствия специальной техники поможем реализовать разгрузку металла.

Пожалуйста, обеспечьте беспрепятственный заезд автотранспорта на место разгрузки.

Возьмите у водителя-экспедитора отгрузочные документы: товарная накладная, счет-фактура, акт выполненных работ, сертификаты качества на металл.

Тугоплавкие металлы и сплавы

Если в производстве необходимы детали предположительная среда работы, которых будет тысяча или даже две тысячи градусов, то при сплаве нужно использовать тугоплавкие металлы.

Элементы, которые используются и температура их плавления такова:

вольфрам (3410°С);
тантал (3000°С);
ниобий (2415°С);
ванадий (1900°С);
цирконий (1855°С);
рений (3180°С);
молибден (2600°С);
гафний (2000°С).

Деформируются данные металлы при нагреве, потому что высокая температура провоцирует их изменение в хрупкое состояние. Их волокнистая структура формируется при нагревании до состояния рекристаллизации тугоплавких металлов. Жаропрочность увеличивается за счёт смесей из специальных добавок. А от окисления при температуре свыше тысячи градусов эти материалы защищают добавки из титана, тантала и молибдена.

Так, путём сплавов разных элементов можно добиться нужных качеств жаропрочных материалов, которые можно использовать в самых разнообразных производствах для работы в разных температурных средах.

Достоинства / недостатки жаростойких и жаропрочных сплавов

Достоинства

обладают высокой жаропрочностью;

имеют хорошие показатели жаростойкости.

Недостатки

сплавы с содержанием хрома и особенно никеля имеет высокую стоимость;
имея в своем составе большое количество различных компонентов, достаточно трудоемки в производстве.

Сплавы, основанные на добавлении никеля с железом

Никелевые сплавы (56% никеля) или никеле-железные стали(65%) считаются жаропрочными и имеют качественные жаростойкие качества. Основным элементом для легирования сталей подобной группы признается только хром, содержание которого равно 14-23%.

Что касается стойкости и стабильности, которые сохраняются даже при усиленных нагрузках и повышенной температуры, то обязательным элементом для смешивания металла — никель. Самые востребованные из ХН60В, ХН67ВМТЮ, ХН70, ХН70МВТЮБ, ХН77ТЮ, ХН78Т, ХН78Т, ХН78МТЮ. Часть сплавов этих марок считаются жаропрочными, а другие – жаростойкими.

Базой мартенситного основания сплава считается перлит, меняющей состояние продукта, если количество хрома в составе увеличить. Перлитными считаются такие единицы жароустойчивых и жаростойких сталей, имеющих отношение к хромомолибденовым и хромокремнистым: Х6С, Х6СМ, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М и Х13Н7С2. Для получения материал с сорбитной структурой, отличающегося особой твердостью, их вначале укрепляют при 950–1100°, а после подвергают отпуску.

Металлические сплавы с ферритной структурой, имеющие отношение к жаростойкой стали для котлов, заключают в собственном хим. составе от 26 до 32% хрома, определяющем свойства. Для придания сталям тонкодисперсную структуру, фабрикаты подвергают обжиганию. Существуют такие марки сталей данной подгруппы 1Х12СЮ, Х17, 0Х17Т, Х18СЮ, Х25Т и Х28. Если эти стали нагреваются до 860° и выше, происходит быстрое укрепление зерна во внутренней структурной формуле, при этом очень сильно повышается ломкость и хрупкость металла, при которой он может быстро прийти в негодность.

Области применения жаропрочных И жаростойких сплавов

Указанные материалы применяются при изготовлении деталей ракетно-космической техники, в газовых турбинах двигателей самолетов, кораблей, энергетических установок, в нефтехимическом оборудовании. К таким деталям можно отнести рабочие лопатки, турбинные диски, кольца и другие элементы газовых турбин, а также камеры сгорания, узлы деталей печей и прочих изделий, длительно работающих при повышенных температурах. Диапазон рабочих температур, как правило, составляет 500-1350 °С. Полуфабрикаты из некоторых сплавов используются в качестве присадочного материала при сварке.

Продукция из жаростойких и жаропрочных сплавов

Выпускаются различные полуфабрикаты из жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов. Стоит отметить жаропрочные прутки и круги, проволоку и нить, жаропрочные листы и полосы, ленту, а также трубы. Перечисленные полуфабрикаты находят применение в областях промышленности, в которых предъявляются высокие требования к жаропрочности и жаростойкости изделий.

Жаропрочные стали и сплавы из высоколегированного металла

Развитие новых промышленных технологий, ракетной техники, сложного турбинного оборудования в середине пятидесятых годов прошлого века, повлекло за собой модернизацию металлургической отрасли в целом. В отдельное направление выделились работы по созданию жаропрочных сплавов. С течением времени они нашли применение в атомном машиностроении, энергетике, химической промышленности и заняли место в цепочке высокотехнологических производств.

Жаропрочные и жаростойкие материалы

Жаропрочные и жаростойкие сплавы — это большая группа легированных материалов с присадками молибдена, титана, хрома и ряда других элементов. Все эти сплавы изготавливаются на железной, никелевой и кобальтовой основах. Их главной особенностью является сохранение повышенной прочности при высоких температурах.

Основные типы

Наиболее распространены сплавы на основе железа. Это хромистые, хромоникелевые, а также хромомарганцевые стали с молибденовыми, титановыми и вольфрамовыми присадками. Также производят сплавы с такими легирующими элементами, как алюминий, ниобий, ванадий, бор, но в меньших количествах.

В большинстве случаев процент добавления присадок в сталь достигает от 15 до 50%

Вторая, весьма востребованная группа — сплавы на никелевой основе. В качестве присадки используется хром. Жаропрочность также повышают добавки титана, церия, кальция, бора и сходных по составу элементов. В отдельных технологических комплексах востребованы сплавы на основе никеля с молибденом.

К третьей группе относятся термостойкие сплавы на кобальтовой основе. Легирующими элементами для них служат углерод, вольфрам, ниобий, молибден.

В металлургии существует целый ряд материалов, который используется при легировании сталей:

хром,
никель,
молибден,
ванадий,
ниобий,
титан,
марганец,
Вольфрам.
кремний,
тантал,
алюминий,
медь,
бор,
кобальт,
цирконий.

Широко используются редкоземельные элементы.

Химический состав

Определение химического состава жаростойких материалов — сложный процесс. Необходимо учитывать не только основные легирующие элементы, но и то, что попадает в продукцию как примеси или остаётся в результате химических реакций, протекающих во время плавки.

Читайте также:

Шторы макраме своими руками

Специально добавленные легирующие элементы вводятся для получения необходимых технологических, физических и механических свойств. А примеси и образовавшиеся при плавке химические элементы могут ухудшать свойства высоколегированного металла.

Для хромоникелевых сплавов и огнеупорных материалов на основе кобальта опасно присутствие серы более 0,005%, следов олова, свинца, сурьмы и других легкоплавких металлов.

Структура и свойства

Жаропрочность определяется не только химическим составом металлов, но и формой, в которой примеси находятся в сплаве. Например, сера в виде сульфидов никеля снижает температуру плавления. А та же сера, соединённая с цирконием, церием, магнием образует тугоплавкие структуры. Большое влияние на жаропрочность оказывает чистота никеля или хрома. Однако следует учитывать, что свойства сплавов варьируются в зависимости от применяемой технологии.

Главное свойство, по которому определяют жаростойкость материала — ползучесть. Это явление постоянной деформации под непрерывным напряжением. Сопротивляемость материала разрушению под действием температуры

Классификация сплавов

Первый параметр классификации сплавов — это жаропрочность, то есть способность материала выдерживать механические деформации при высоких температурах, без деформации.

Во-вторых, это жаростойкость (окалиностойкость). Способность материала противостоять газовой коррозии при высоких температурах. При описании процессов до шестисот градусов Цельсия используется термин «теплоустойчивость».

Одной из основных характеристик является предел ползучести. Это напряжение, при котором деформация материала за определённый период достигает заданной величины. Время деформации является сроком службы детали или конструкции.

Для каждого материала установлена максимальная величина пластической деформации. К примеру, у лопаток паровых турбин эти деформации должны быть не больше 1% за 10 лет. Лопатки газовых турбин — не больше 1−2% за 500 часов. Трубы паровых котлов, работающих под давлением не должны деформироваться больше чем на 1% за 100 000 часов работы.

По способу получения материала жаропрочные марки классифицируют следующим образом.

Хромистые стали мартенситного класса: Х5, Х5М, Х5ВФ, 1Х8ВФ, 4Х8С2,1Х12Н2ВМФ.
Хромистые стали мартенситно-ферритного класса: Х6СЮ, 1Х11МФ, 1Х12ВНМФ, 15Х12ВМФ, 18Х11МФБ, 1Х12В2МФ.
Хромистые стали ферритного класса:1х12СЮ, 0Х13, Х14, Х17, Х18СЮ, Х25Е, Х28.
Стали аустенито-мартенситного и аустенито-ферритного класса: 2Х13Н4Г9, Х15Н9Ю, Х17Н7Ю, 2Х17Н2, 0Х20Н14С2, Х20Н14С2.
Стали аустенитного класса: 0Х18Н10, 0Х18Н11, 1Х18Н9, 0Х18Н12Т, 1Х18Н12Т.

Маркировка сталей разнится по ГОСТам и техническим условиям. В вышеприведённом списке применяется классификация ГОСТ 5632–61 , в которой легко проследить наличие легирующего элемента по буквам. Х — хром, В — ванадий, М — молибден. Например, шифр 09Г2С означает, что в сплаве присутствует 0,09% углерода, 2% марганца и кремний, которого меньше 1%. Цифра впереди показывает содержание углерода (без цифры — до одного процента). Цифра после буквы показывает содержание определённого легирующего элемента в процентах. При содержании какого-либо элемента менее одного процента цифры не ставятся.

Ещё одним нормативным документом служит ГОСТ 5632–61 , с применением специальных обозначений. Для того чтобы быстро соотносить разные ГОСТы и Технические Условия можно воспользоваться соответствующим справочником или сортаментом отдельных выпусков.

По ГОСТ 5632–61 сплавы классифицируются следющим образом:

Стали аустенитного класса с высоким содержание хрома: ЭИ813 (1Х25Н25ТР), ЭИ835, ЭИ417.
Стали с карбидным уплотнением: ЭИ69, ЭИ481, ЭИ590, ЭИ388, ЭИ572.
Стали сложнолегированные повышенной жаропрочности аустенитного класса: ЭИ694Р, ЭИ695, ЭП17, ЭИ726, ЭИ680, ЭП184.
Стали с интерметаллидным упрочнением аустенитного класса: ЭИ696, ЭП33, ЭИ786, ЭИ 612, ЭИ787, ЭП192, ЭП105, ЭП284.

За рубежом применяется своя классификация материалов. Например, AISI 309, AISI 310S.

Технология и применение

По структуре и способу получения специальные стали подразделяются на следующие: аустенитные, мартенситные, перлитные, мартенсито-ферритные. Мартенситные и аустенитные стали применяются, если температура достигает 450−700 о С и по объёму плавки занимают первое место.

С повышением температуры до 700−1000 о С используются никелевые сплавы, при ещё более высоких температурах необходимо включать в технологический процесс кобальтовые сплавы, графит, тугоплавкие металлы и термическую керамику.

Аустенитные — самые жаропрочные стали, которые используются, если температура среды достигает 600 о С. Основа легирования — хром и никель. Присадки Ti, Nb, Cr, Mo, W, Al.

Стали мартенситного класса предназначены для производства изделий, работающих при температуре в диапазоне 450−600 о С. Повышенная жаропрочность у мартенситных сталей достигается уменьшением (до 0.10−0.15%) содержания углерода и легированием хромом 10−12%, молибденом, ниобием, вольфрамом, либо средним (0,4%) содержанием углерода и легированием кремнием (до 2−3%) и хромом (в пределах 5−10%).

Применение специальных сталей и сплавов узконаправленное и наиболее эффективно в сложных областях производства. К примеру, жаропрочные стали марки 30Х12Н7С2 и 30Х13Н7С2С нашли широкое применение в современном двигателестроении. Марки 15ХМ и 12Х12ВНМФ — в производстве котлов и сосудов под давлением. Марка стали ХН70ВМТЮ идёт на производство лопаток газовых турбин, а 08Х17Т используется при изготовлении топочных элементов печей. К жаропрочным также относится нержавеющая сталь.

Марки нержавеющей стали

Прежде всего это ЭИ417 или 20Х23Н18 по ГОСТ 5632–61 . Аналог западноевропейских и американских производителей — известная AISI 310. Аустенитная сталь, изделия из которой востребованы для работы в среде с температурой, достигающей 1000 °C.

Читайте также:

Японские пенопластовые дома XXI века

20Х25Н20С2, она же ЭИ283 — аустенитный сплав, устойчивый к температурам в 1200 о С и выше.

Низкоуглеродистые сплавы с содержанием хрома от 4 до 20% используется для производства листовой нержавеющей стали. Жаропрочная нержавейка по сортаменту выпускается холоднокатаной и горячекатаной, толстолистовой и тонколистовой.

Достоинства и недостатки

Свойства жаропрочных сталей делают незаменимым этот материал в таких сферах, как ракетостроение и космическая отрасль, сложное двигателестроение, авиапромышленность, производство ключевых элементов газовых турбин и многих других. Их доля в прокате высокотехнологичной стали достигает 50%. Некоторые сплавы способны работать при температуре свыше 7000° С.

Этот сложный в производстве материал, изготовление которого невозможно без специального оборудования и квалифицированного персонала, имеет высокую себестоимость. Использование подобных сталей не может быть универсальным, поэтому для его эффективного применения необходимо наличие развитой научно-технической базы.

7 основных классов жаропрочной стали

Жаропрочная сталь используется в режиме повышенных температур в течение долгого времени в сложно напряженном состоянии. Необходимо проводить различение между жаропрочными и жаростойкими сталями. Последние выделяются большой антикоррозионностью при температурных условиях, превышающих 550 гр. Цельсия в среде, содержащей агрессивные газы. Иными словами, жаростойкость – это качество, которое связано с устойчивостью к окислению. Жаропрочность – качество, которое позволяет выдерживать деформационные воздействия, когда материалы находятся в условиях повышенной температуры и нагрузок напряжения.

Характеристики жаропрочных материалов

Главный параметр жаропрочных металлов – возможность противостоять механическим напряжениям и нагружению при нагревании до высоких значений, не разрушаясь и не деформируясь.

Способы нагружения, которые испытывают металлы:

Нагрузки растягивания в статическом состоянии.
Нагрузки посредством изгибания и скручивания.
Температурные, предполагающие различные режимы нагрева.
Переменные нагрузки динамического характера.
Нагружения, оказываемые посредством направления потоков газов на металл.

Жаростойкие металлические материалы отличаются еще и повышенной антикоррозионностью и стойкостью к факторам окисления в условиях повышенных термических воздействий.

Технологический параметр ползучести

Наиболее значимая характеристика в технологических процедурах, где присутствуют жаропрочные стали, — это ползучесть. Эта характеристика свойственна любым твердым телам: кристаллическим и аморфным.
Для металлических материалов она выражается в медленных и постепенных пластических деформационных процессах, происходящих под влиянием неизменяемой нагрузки. Чем меньше скорость деформирования и ниже скорость ползучести, тем более высоко можно оценить жаропрочность металла, если напряжение и температурный режим остаются постоянными и заданными.

Характеристики ползучести могут различаться по критерию временной длительности.
Соответственно этому ползучесть бывает

Длительной. Характеристики этого вида ползучести определяются нагрузками на жаропрочную сталь для печи, которые продолжаются долгое время. Наибольшее напряжение за период времени, которое разрушает разогретый материал, определяет предел ползучести.
Кратковременной. Испытания для ее определения проводят в печи, которую нагревают до определенного уровня, и оказывают на металл растягивающую нагрузку в течение короткого времени.

Ползучесть описывается определенным графиком кривой, на котором прослеживаются различные стадии. Высокое сопротивление ползучести — один из факторов жаропрочности.
Предел ползучести – это уровень напряжения, при котором за время, специально заданное, достигается определенная деформация.
Эти расчеты принимаются во внимание в различных видах машиностроения: в авиационном моторостроении за такое время принимается величина 100-200 часов.
Жаропрочностью отличаются сплавы, содержащие Cr и Ni (хромоникелевые), а также содержащие Cr, Ni, Mn (хромоникелевомарганцевые). Эта характеристика проявляется следующим образом: при нагревании они не демонстрируют качество ползучести.

Варианты производства жаропрочных материалов

Изготавливается жаропрочная сталь, проходя предварительную термическую обработку. Применяются процедуры легирования такими элементами, как Cr, добавления Mo, Ni, Ti и иных легирующих компонентов.

Хром – Cr -увеличивает жаростойкость, повышает коррозионную стойкость.

Никель – Ni – повышает свариваемость.

Молибден – Mo – увеличивает термические показатели рекристаллизации.

Титан – Ti – повышает прочность, она удерживается в течение большого временного периода, и эластичность.

Классификация материалов жаропрочных и жаростойких

Среди всех железосодержащих материалов, ориентированных в эксплуатации на повышенный температурный режим, выделяются 3 основных класса:

Вид материала	Уровень нагруженности	Термические условия
Теплоустойчивые	Состояние в условиях нагрузки	До 600 градусов Цельсия долгое время
Жаропрочные	Состояние нагруженное	Высокие показатели температуры
Жаростойкие (окалиностойкие)	Ненагруженное, слабонагруженное состояние	Температура более 550 гр. Цельсия

Сплавы различаются по технологическим характеристикам, и это предопределяет взаимодействие с различными вариантами производства. По этому критерию они бывают

Литейными. Идут на изготовление фасонных отливок.
Деформируемыми. Получаются в виде слитков, затем обрабатываются с помощью ковки, прокатываются, штампуются, используется волочение и другие способы.

Разновидности жаропрочных и жаростойких материалов по структурным критериям

Состояние внутренней структуры металлов определяет тип сталей и сплавов.

Выделяется ряд категорий жаропрочных стальных материалов, исходя из состояний внутренней структуры.

Аустенитный класс

Аустенитный класс формирует внутреннюю структуру благодаря большому процентному содержанию хрома и никеля. Получение стабильного аустенита, гранецентрированной кристаллической решетки железа, предполагает легирование стали никелем. Жаростойкость определяется хромовыми добавками.

Аустенитные сплавы — высоколегированные. Для целей легирования используются Nb (ниобий) и (Ti) титан для увеличения устойчивости к коррозии. Эта характеристика позволяет отнести их к группе стабилизированных.
Коррозионностойкие жаропрочные стали с относятся к труднообрабатываемым металлам.

Читайте также:

Шкаф гардеробная в прихожую + фото

Когда температуры повышаются до значений, близких к 1000 градусам С. и длительно поддерживаются, аустенитная нержавеющая сталь сохраняет стойкость к образованию слоя окалины, сохраняя качество жаростойких материалов.

Часто встречаются на производстве сплавы аустенитного типа, принадлежащие к дисперсионно–твердеющему подклассу. Качественные характеристики могут улучшаться путем добавления различных элементов: карбидных, интерметаллических упрочнителей.
Эти элементы обеспечивают деформационно-термическое упрочнение благодаря усилению аустенитной матрицы с помощью дисперсионного твердения.

Карбидообразующие элементы: ванадий-V, ниобий-Nb, вольфрам-W, молибден-Mo.

Интерметаллиды получаются благодаря дополнительным добавкам хрома–Cr, никеля-Ni, и титана–Ti.

Структура аустенитов

Жаропрочные аустенитные различаются по типам структуры. Она может быть

Гомогенной. Материал с такой структурой не проходит термообработку для упрочнения, в нем мало углерода и большой процент легирующих компонентов. Это обусловливает хорошую стойкость к ползучести.
Применяются в температурной среде ниже 500 градусов.
Гетерогенной. В таком материале, прошедшем термоупрочнение, получаются карбонитридные и интерметаллидные фазы.
Это позволяет повысить температуру использования под нагрузками напряжения до 700 градусов..

Материалы с никелевыми и кобальтовыми присадками подвергаются эксплуатационным воздействиям при терморежиме до 900 градусов. Сохраняют стабильность структуры долгое время.

Нихромы, в которых никеля больше 55%, отличаются и жаропрочностью, и качествами жаростойкости.

Тугоплавкие металлы: вольфрам, ниобий, ванадий обеспечивают устойчивость металлов, когда термический режим приближается к 1500 гр. С.

Из Х25Н16Г7АР производят различные металлические полуфабрикаты: лист, проволока, готовые детали для функционального использования при 950 гр. при умеренных нагрузках.

Аустенитно-ферритный класс

Перлитный класс

Перлитные жаропрочные стальные материалы относятся к категории низколегированных. Стали содержащие в виде присадок хром и молибден ориентированы на работу при температуре 450-550 гр. С., содержащие, помимо Cr и Mo еще и ванадий, нацелены на рабочий режим при температуре 550-600 гр. С.

Легирование хромом влияет на жаростойкость материалов в сторону повышения этой характеристики, также усиливается сопротивляемость окислительным процессам. Добавки молибдена увеличивают прочностные характеристики при большом нагреве материалов.

Ванадий, объединяясь с углеродом, создает повышение прочностных характеристик стальных материалов карбидами с высокодисперсными качествами.

Технология нормализации металлов улучшает и оптимизирует механические свойства сплавов. Технология закаливания и следующего за ней температурного отпуска выполняет ту же функцию. Получается структурная матрица, в которой присутствует дисперсная феррито карбидная фактура.

12Х1МФ — производство труб пароперегревателей, трубопроводов и коллекторов высокого давления.

Мартенситный класс

Методом, который превращает один вид стального материала в другой, является закаливание, за которым следует отпуск. Итог процесса – перестроение кристаллической решетки и повышение твердости. Однако возрастает хрупкость.

40Х10С2М идет на изготовление клапанов авиадвигателей, двигателей для дизельного автотранспорта, крепежа при температурах до 500 градусов.

3Х13Н7С2 и 4Х9С2 могут подвергаться нагреву порядка 900 гр. С.
Это обуславливает их пригодность для производства двигательных клапанов.

Ферритный класс

0Х17Т зарекомендовал себя в производстве изделий для работы в окислительных средах, таких как трубы и теплообменники

Из Х18СЮ производятся трубы пиролизных установок, аппаратура.

Мартенситно-ферритный класс

1Х11МФ работает в виде лопаток турбин, из него производят поковки для эксплуатационных температур до 560 гр. С.

Сплавы, имеющие никелевую основу, и железо никелевые

ХН35ВМТЮ участвует в производстве газовых конструкционных элементов коммуникаций.

Из ХН35ВТР изготавливают конструкции турбинных устройств.

Тугоплавкие металлы

Это металлы, отличающиеся экстремально высокими температурными показателями плавления. Их характеризует также повышенная износостойкость. Использование их для легирования сталей и сплавов, увеличивает те же показатели материалов, к которым их добавляют.

Температуры плавления следующие:

Вольфрам	W	3410 градусов
Тантал	Ta	3000 градусов
Ниобий	Nb	2415 градусов
Ванадий	V	1900 градусов
Цирконий	Zr	1855 градусов
Рений	Re	3180 градусов
Молибден	Mo	2600 градусов
Гафний	Hf	2222 градусов

Применение

Стальные материалы жаропрочного класса широко применимы в различных областях экономики.

Это сферы энергетики, нефтехимии, химическом производстве, авиастроении и автомобилестроении, других направлениях машиностроительной отрасли.

Для технических целей все материалы делят на несколько видов:

Сплав жаропрочный.
Сталь жаропрочная низколегированная.
Сталь жаропрочная высоколегированная. Рабочие температуры
Сплавы жаропрочные релаксационностойкие с наиболее малой ползучестью и хорошими показателями упругости.

В нормативных документах ГОСТ, указывается примерное целевое назначение жаропрочных материалов в разных видах производственных процессов:

Роторных конструкций и валов.
Болтов и гаек.
Фланцев и поковок общего и специального назначения.
Высоконагруженные детали, штуцера.
Прутков и шпилек.
Крепежа и крепежных элементов.
Листовых деталей и сортовых заготовок.
Труб разного профиля и предназначения в условиях высокого давления и высоких температур.
Детали выхлопных систем.
Теплообменное оборудование.
Дисковых компонентов высокотемпературных установок, компрессоров.
Корпусов камер сгорания и дефлекторов.
Арматурные конструкции.

Используемая литература и источники:

Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд./ В. Г. Сорокин и др. Науч. С77. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев — М.: «Интермет Инжиниринг», 2001.
Gusev A. I., Rempel A. A. Nanocrystalline Materials. — Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004.
Скороходов В. Н., Одесский П. Д., Рудченко А. В. «Строительная сталь»

Особенности жаропрочных и жаростойких сталей и их применение

Прежде чем говорить о свойствах жаропрочных сталей, дадим определения терминам «жаростойкость» и «жаропрочность».

Жаростойкость (окалиностойкость) – это устойчивость металлов и их сплавов к газовой коррозии в условиях повышенной температуры.

Жаропрочность – это устойчивость металлов и их сплавов к пластической деформации при механических нагрузках в условиях повышенной температуры.

Жаростойкие сплавы применяются при изготовлении ненагруженных конструкций, таких как элементы нагревательных печей, эксплуатируемых в условиях газовой окислительной среды при температуре порядка +550 º C . При температуре свыше +550 º C сплавы на основе железа активно окисляются, что приводит к формированию оксида железа на поверхности. Таким образом появляется окалина хрупкого типа.

Жаростойкость стали увеличивают введением в состав сплава легирующих добавок ― кремния, хрома, алюминия. Эти элементы, в отличие от железа, под воздействием кислорода образуют соединения с плотными кристаллическими решетками.

Сплавы на основе никеля (сильхромы) обладают максимальной жаростойкостью. К ним относят такие марки стали, как:

Подводя итог, можно заметить, что жаростойкость стали зависит от количества хрома в сплаве – чем его больше, тем выше жаростойкость. Что касается температурных пределов, то необходимо отметить, что некоторые марки стали работают без ухудшения своих начальных свойств даже при температурах около +1150 °С.

Жаропрочные стали используются при производстве изделий, при условиях «ползучести» и при повышенных температурах. Ползучестью называют склонность металлов или их сплавов к медленной пластической деформации при постоянных температурах и нагрузке. Она может быть двух видов:

длительной;
кратковременной.

Жаростойкие и жаропрочные марки сталей классифицируют следующим образом.

По состоянию структуры:

мартенситно-ферритные;
перлитные;
аустенитные;
мартенситные.

При этом жаростойкие сплавы дополнительно подразделяют на:

аустенитно-ферритные или мартенситные;
ферритные.

Таблица 1. Некоторые марки мартенситных сталей и их применение.

Эксплуатируются при температурах 850–950 º C , применяются при изготовлении клапанов автодвигателей

Х5М, 1Х12H2ВМФ, 1Х8ВФ, Х6СМ, Х5ВФ

Эксплуатируются при температурах от 500 до 600 º C , применяются при изготовлении узлов и разнообразных деталей, работающих в течение 1000–10000 часов

Эксплуатируются при температурах не более 650 º C , применяются при изготовлении труб.

Эксплуатируются при температурах при температуре до 500 º C , применяются при изготовлении компонентов паровых турбин, функционируют без потери свойств в течение 10000 часов и более

Мартенситные стали получают из перлитных путем добавления большего количества хрома, закалки при температурах 950–1100 º C и последующем отпуске стали. К перлитным маркам стали относят такие жаростойкие и жаропрочные стали хромомолибденового и хромокремнистого состава, как:

Х13Н7С2;
Х7СМ;
Х9С2;
Х10С2М;
Х6СМ;
Х6С.

Жаростойкие ферритные стали проходят процедуру отжига и термообработки, после которых их структура становится мелкозернистой. В составе таких сталей содержится от 25 до 33 % хрома. Жаростойкие ферритные стали используются при изготовлении пиролизного оборудования и теплообменников.

К жаростойким ферритным сталям относят такие марки, как:

Х28;
Х18СЮ;
Х17;
Х25Т;
0Х17Т;
1Х12СЮ.

Мартенситно-ферритные стали в качестве легирующих добавок содержат молибден, вольфрам, ванадий. Содержание хрома в составе мартенситно-ферритных сталей, значительно меньше, чем в ферритных – от 10 до 14 %. Мартенситно-ферритные стали используются при производстве машиностроительных деталей, длительное время эксплуатируемых при температуре около 600 º C . К мартенситно-ферритным сталям относятся такие марки, как:

1Х13;
1Х12В2МФ;
1Х12ВНМФ;
Х6СЮ;
2Х12ВМБФР;
1Х11МФ.

Жаростойкие аустенитные стали наиболее востребованы в промышленности. Содержание углерода в таких сталях очень незначительно. Структура жаростойких аустенитных сталей обеспечивается наличием никеля в химическом составе, а жаростойкость – наличием хрома. Кроме того, в состав этих сталей в качестве легирующих добавок входят такие химические элементы, как ниобий, титан. Жаростойкие аустенитные стали устойчивы к появлению окалины при температурах до 1000 º C и обладают антикоррозионными свойствами.

На настоящий момент в промышленности для изготовления клапанов двигателей транспортных средств и деталей турбин чаще всего используются аустенитные стали, относящиеся к категории дисперсионно-твердеющих сплавов:

0Х14Н28В3Т3ЮР;
Х12Н20Т3Р;
4Х12Н8Г8МФБ;
4Х14Н14В2М.

Для изготовления труб и трубопроводной арматуры, эксплуатируемых в условиях больших нагрузок, элементов выхлопных систем, агрегатов сверхвысокого давления применяют гомогенные аустенитные сплавы:

1Х14Н16Б;
Х25Н20C2;
Х23Н18;
Х18Н10T;
Х25Н16Г7АР;
Х18Н12T;
1Х14Н18В2Б.

Аустенитно-ферритные стали обладают уникальной стабильностью строения, в связи с чем их жаропрочность значительно больше, чем у обычных высокохромистых сплавов. При этом хрупкость у таких сплавов повышена. Аустенитно-ферритные стали используют при изготовлении ненагруженных деталей, эксплуатируемых при температуре около 1150 º C . Например, марка Х23Н13 применяется при изготовлении пирометрических трубок, а марки Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2 – при изготовлении печных конвейеров, труб, емкостей для цементации.

При необходимости изготовить детали, которые будут выдерживать температуры от 1000 до 2000 º C , применяют тугоплавкие металлы и их сплавы (см. Таблицу 2).

Таблица 2. Температура плавления некоторых тугоплавких металлов.

Как и чем покрасить мангал из металла? Топ-6 лучших красок

Я бы рекомендовал покрыть мангал краской из баллончика. Это достаточно просто и быстро. Потери краски, конечно, будут выше, чем при работе с жидким составом и кисточкой или валиком. Но зато с аэрозолем можно работать в труднодоступных местах. Например, если у вас складной мангал-дипломат, и нужно покрасить узлы крепления.

Выбираем подходящую краску

При покупке красящего состава опираемся на 3 критерия:

Устойчивость к высокой температуре. Состав должен без проблем выдерживать нагрев до 600-1000 градусов. Без этого покрытие растрескается и облезет. При этом учитывайте, что даже для термостойкой краски важно не допускать контакта с огнем, поэтому наносить их можно только на внешние поверхности мангала.
Устойчивость к коррозии. Важный пункт, потому что именно он обычно является причиной покраски мангала. В состав должны входить компоненты, обеспечивающие защиту от окисления металла.
Экологичность. В краске не должно быть токсичных элементов. Особенно часто они выделяются именно при нагревании. Такие вещества ни в коем случае не должны контактировать с едой.

По уровню устойчивости к жару выделяют 3 группы красок:

Термостойкие

Допустим нагрев до 200-600 градусов.

Жаростойкие

Допустим нагрев до 500-1000 градусов, трескаются при контакте с открытым огнем.

Огнестойкие

Допустим нагрев выше 1000 градусов и прямой контакт с огнем.

Рекомендую брать хотя бы жаростойкие составы. Если у вас сложности с выбором, то обратите внимание на рейтинг лучших красок, который есть в данной статье ближе к концу. А сейчас рассмотрим подготовку мангала и сам процесс покраски.

Подготовка

Отдельно отмечу, что мангал, отлитый из чугуна, как и изготовленный из нержавейки, в нанесении защитного покрытия не нуждается. Также не стоит красить тонкостенные мангалы, у которых быстро деформируются стенки — краска из-за этого все равно растрескается и осыплется, а вы только зря время и деньги потратите.

Итак, что нам понадобится для покраски:

Мыльный раствор из порошка или моющего средства.

Ацетон, либо другой растворитель для обезжиривания поверхности.

Респиратор и перчатки для себя, клеенка или пленка для защиты рабочей зоны от краски.

Металлическая щетка или дрель с насадкой для шлифовки, если уже есть ржавчина на стенках мангала. Если конструкция новая — этот пункт пропускаем.

Наждак

Покраска

Приступаем к покраске. Описываю по шагам.

Зачищаем ржавчину металлической щеткой.
Если остались небольшие проблемные зоны, обрабатываем наждаком.

Покраской лучше заниматься в умеренно теплую погоду. Первое время после нанесения жаростойкого покрытия советую защитить мангал от пыли и мусора, иначе они прилипнут к краске и останутся на ее поверхности.

Рейтинг лучших огнеупорных и термостойких составов

Кстати, на сайте plavitmetall.ru сделали подборку из 5 лучших красок для металла, способных выдержать высокие температуры.

В их рейтинге лучшие места заняли:

Tikkurila Termal

Профессиональная краска для печей, мангалов, барбекю. Выдерживает нагрев до +600ºС.

КО-870

Кремнийорганическая краска, устойчивая к парам нефтепродуктов. Можно нагревать до +750ºС.

Elcon

Выдерживает нагрев до 1000ºС, нетоксична, защищает от воздействия агрессивной среды. Можно наносить при минусовой температуре воздуха.

Цельсит-600

Кремнийорганическая эмаль для черных металлов. Защищает от агрессивной атмосферы и высокой влажности. Допустим нагрев до +600ºС.

Certa

Имеет хороший температурный коридор — от -60ºС до +500-900ºС. Эффективно защищает от коррозии.

Имейте в виду, что акриловые краски могут быть как жидкими, так и в форме аэрозоля, а кремнийорганические — только жидкими.

Видео: Покраска мангала термостойкой краской CERTA 1200°

Удачи вам в выборе красящего состава и успешной покраски!

Топ-5 термостойких красок по металлу: применение

Окрашивание металла придаёт поверхности этого материала более эстетичный вид, позволяет предохранить от негативного воздействия окружающей среды. А при использовании специальных красителей — значительно снизить потери на теплотрассах.

К сожалению, обычная краска подвержена процессу горения и обугливания. Поэтому если окрашенный металл используется при жёстких температурных условиях, защитный слой полностью выгорает или отшелушивается при нагреве без использования открытого пламени.

Если заведомо известно, что металлическая деталь будет эксплуатироваться при высокой температуре, то для её окрашивания используется специальная огнеупорная краска.

Состав огнеупорных красителей

Основное отличие термоустойчивых красок для металла от обычных заключается в том, что в состав огнеупорных красителей входят пигменты на основе веществ устойчивых к повышенной температуре.

Большая часть таких красителей содержат в своём составе до 50% двуокиси титана. Которая имеет температуру плавления +1855 градусов и будучи добавлена в краску надёжно связывает её компоненты в однородную массу препятствуя её возгоранию.

К смеси добавляется оксид двухвалентного железа, который не подвержен разложению при высокой температуре, и также как и оксид титана позволяет более плотно связать имеющиеся в составе компоненты. Жаростойкая краска содержит оксид хрома, который увеличивает её вязкость и устойчивость цвета при воздействии высокой температуры.

Перечисленные элементы соединяются с использованием жидкой основы, которая может состоять из синтетических или органических негорючих веществ. Такой состав применяется для обработки металлической поверхности, которая может быть нагрета до +1000 градусов.

Если необходимо окрасить изделия из металла, которые не будет нагреваться выше +200 градусов, то в этом случае возможно применение высокотемпературных красок на основе эпоксидной смолы.

Сфера применения

Высокотемпературная краска по металлу применяется для окрашивания:

радиаторов отопления,
деталей двигателя внутреннего сгорания,
печей, котлов, каминов и различных приспособлений для приготовления еды на открытом воздухе.

Высокотемпературные колеры могут быть использованы как на производстве. Например, при производстве сушильных камер, кровельных материалов или станков, так и в домашних условиях при самостоятельном постройке каминов или печей.

Вне зависимости от сферы применения высокотемпературной краски необходимо точно знать по каким критериям выбирается высокотемпературных красящий состав.

Как правильно выбрать

Только правильно подобранная краска позволит качественно выполнить окрашивание металлического элемента, который эксплуатируется при повышенной температуре.

Для окрашивания печи работающей на твёрдом топливе, также необходимо использовать огнеупорные красители. Если проигнорировать это правило, то при значительном нагреве обычная краска не только потеряет эстетичный вид, но и может стать причиной пожара.

При окрашивании деталей печей и каминов необходимо определить из цветного или чёрного металла они изготовлены. Для какого типа поверхности предназначен красящий состав обычно указывается на упаковке, поэтому следует очень внимательно её изучить при покупке товара.

Топ-5 огнеупорных красок для металла

Правильный выбор высокотемпературного колера позволит выполнить необходимые работы по окрашиванию элементов отопления, мангала или любых других металлических поверхностей. Подвергающихся воздействию высокой температуры таким образом, чтобы обработанное покрытие прослужило максимально долго.

Ниже будет приведён небольшой рейтинг самых популярных брендов высокотемпературных красителей для металла. Которые заслужили доверие как обычных покупателей, так и профессионалов, чья работа связана с изготовлением металлических изделий работающих в жёстких температурных условиях.

1. Tikkurila Termal — силиконоалюминиевое высокотемпературное средство, которое выдерживает нагрев до +600 градусов.

Может использоваться как жаростойкая краска по металлу для печей, а также мангалов и барбекю. Обладает отличными эстетичными характеристиками. После правильного нанесения и высушивания декоративное покрытие приобретает металлический блеск и алюминиевый цвет.

Для эффективной защиты обрабатываемой поверхности достаточно нанести Тиккурила одним слоем с помощью кисти или распылителя. Стоимость банки 680 руб. Средний расход составляет 0,06 л/м2.

2. КО-870 — высокотемпературная эмаль, которая идеально подходит для окрашивания глушителей автомобилей, а также станков и агрегатов работающих в жёстких температурных условиях.

Благодаря уникальному составу окрашенные детали могут быть нагреты до температуры +750 градусов без снижения защитных и декоративных качеств данного покрытия.

Широкое распространение КО-870 в машиностроении обусловлено высокой устойчивостью не только к высокой температуре, но и к парам нефтепродуктов. Цена продукта от 150 руб./кг.

3. Elcon — термостойкая краска по металлу до 1000 градусов. Отлично подходит для окрашивания металлических деталей печей и каминов.

Достоинство средства заключается в возможности нанесения на металлические поверхности при отрицательной температуре воздуха. Краска также хорошо переносит воздействия агрессивных сред, не выделяет токсичных веществ, даже при нагревании до максимально возможной температуры.

Elcon может выпускаться в различных формах. Поэтому если необходимо обработать небольшую площадь, то лучше приобрести высокотемпературный состав в аэрозольном баллончике. Цена: от 171 руб./кг.

4. Цельсит-600 — высокотемпературная кремнийорганическая эмаль предназначенная для окраски чёрных металлов. Состав краски позволяет сохранить защитный слой при нагревании поверхности до +600 градусов.

Цельсит-600 может эффективно применяться для защиты металлических поверхностей работающих в условиях агрессивной атмосферы. Краситель легко переносит не только высокую температуру, но и наличие солей, паров нефтепродуктов, высокую влажность.

Стоимость от 327 руб./кг. При однослойном нанесении расход составляет 110 — 150 г/м2.

5. Certa — термокраска для металла, которую можно использовать для изделий работающих при температуре от минус 60 до +500-900 градусов.

Церта-Пласт термостойкая отлично переносит высокую температуру, агрессивные среды и высокую влажность, тем самым защищая металлическую поверхность от коррозионного разрушения.

Данный состав может наноситься при температуре воздуха до минус 30 градусов без потери качества. Цена за 0,8 кг. — 440 руб.

Все перечисленные виды высокотемпературных красок отлично подходят для окрашивания деталей работающих в условиях высоких температур. Обычно такие лакокрасочные изделия используются для обработки металлических поверхностей печей и каминов.

Для окрашивания радиаторов отопления можно приобрести более дешёвые, но не менее эффективные составы, на этикетке которых имеется пометка «Для радиаторов».

Как наносить

Первое что необходимо сделать перед нанесением термостойкой краски, это правильно подготовить поверхность. Многие высокотемпературные составы не требуют каких-либо специальных способов подготовки. В этом случае будет достаточно очистить материал от пыли и высушить при наличии на его поверхности влаги, а также обезжирить каким-либо растворителем.

Если в инструкции сказано о том, что поверхность в обязательном порядке должна быть загрунтована. То на очищенный от загрязнения металл следует нанести слой грунтовки и полностью высушить поверхность, перед нанесением основного слоя лакокрасочного покрытия.

Для получение качественного покрытия термостойкий слой необходимо нанести на металлическую поверхность несколько раз. Таким образом удаётся получить более качественно покрытие, которое будет иметь отличные декоративные качества и хорошо защищать металлическую поверхность от коррозионного разрушения.

Заключение

Без использования высокотемпературных красителей невозможно обойтись, когда нужно покрасить металлическую поверхность контактирующую с открытым пламенем.

Некоторые производители термостойких красок дают гарантию на свою продукцию сроком более 10 лет. Поэтому при правильном выборе такого средства, можно надолго забыть о необходимости обновлять лакокрасочное покрытие на металлических деталях печей, каминов или любых других поверхностей подвергающихся чрезмерному нагреву.

Как и чем покрасить мангал из металла или кирпича

Красить шашлычницу будем не для красоты, а с сугубо практичной целью. Как, зачем и чем покрасить мангал читайте в нашей статье.

Зачем красить мангал

А нужно ли вообще красить?

Мой большой друг, Капитан Очевидность, поделился советом, когда точно не нужно:

шашлычница сварена из нержавейки или отлита из чугуна – вы ни за что не дождетесь, когда они проржавеют;
сталь подвергали оксидированию – на поверхности уже есть защитная пленка;
вы купили легкую жаровню из очень тонкого металла – не стоит тратить время и краску, которая осыплется при первом нагреве, когда стенки «поведет».

Защита от тепловых и погодных воздействий

Стенки, а также дно жаровни соприкасаются с открытым огнем, горячими углями и разогреваются от 650 до 1500°. Кроме того, на жаровню попадает вода, металл ржавеет, кирпич разрушается. Без защитного покрытия, металл прогорает уже за пару сезонов. Да и внешний вид приобретает не очень. Хорошая краска защитит от этих проблем и даже украсит шашлычницу.

Чем покрасить мангал: краски для мангала

Обычное покрытие выгорает от высокой температуры. Лакокрасочному покрытию придется работать в экстремальных условиях и контактировать с пищей, требования к нему достаточно строгие.

К краске для покраски мангала предъявляются достаточно высокие требования:

выдерживать температуру от 600 °С – не трескаться, не плавиться, не гореть;
равномерно распределяться по металлу, не оставляя свободных участков;
не вступать в химическую реакцию с металлом при нормальной температуре, а также нагреве;
не выделять вредных веществ при нагреве, попадании воды.

Краска для мангала – самый распространенный выбор. Плюсы: устойчива к высоким и низким температурам, перепадам, влажности, легко наносится. Эмаль устойчива в ограниченном диапазоне температур, но выглядит эффектнее. Подойдет для внешних частей, которые не контактируют с огнем непосредственно. Лак создает дополнительное защитное покрытие, усиливает ее термозащитные свойства.

Температурные тонкости

По температуре, на которую рассчитано покрытие, оно разделяется на 3 вида:

высокотемпературные – выдерживают температуру 200-600°. Не выдержат контакта с нагретой поверхностью;
жаростойкие – предназначены для температуры 500-1000°, выдерживают быстрый и точечный нагрев, но могут потрескаться от огня;
огнестойкие – выдерживают больше 1000°, контакт с пламенем.

Все составы, выдерживающие нагрев выше 200°, называют общим термином – термостойкие. Температура, при которой краска термостойкая для мангала сохраняет свои свойства, указана на упаковке.

К классу термостойких относится еще один вид лакокрасочного покрытия – огнеупорное. В отличие от огнестойкого, оно не выдерживает высокие температуры, а при контакте с пламенем вздувается. Его задача – прекратить возгорание, если оно началось. Поэтому огнеупорные краски для мангалов не подходят.

Выбор подходящей консистенции

Покрытие жидкой краской – простой и удобный вариант. Менее распространенные – порошковые покрытия по металлу, аэрозоли. У каждого есть преимущества и недостатки.

Характеристики	Жидкость	Порошок	Аэрозоль
Подготовка поверхности	Очистить от грязи, грунтовка не требуется	Нужна очистка, грунтовка	Нужна очистка, грунтовка
Нанесение	Легкое нанесение, хорошая адгезия, заполнение мелких трещин	Равномерное нанесение, возможность повторного использования порошка	Равномерный тонкий слой без разводов и капель, попадает в труднодоступные места
Палитра и колеровка	Богатая палитра, возможна колеровка	Разнообразная палитра, колеровка невозможна, разные текстуры	Разнообразная палитра, самостоятельная колеровка невозможна
Инструменты	Кисть, емкость для разведения краски	Распылитель, печь для обжига (нельзя заменить открытым огнем)	Не требуются
Срок высыхания	От 2 часов до суток в зависимости от вида краски	До получаса	До 1 часа
Защитные свойства	Высокие	Высокие	Средние
Срок службы	10 лет	15 лет	5 лет
Плюсы	Простота в обращении, удобство работы, не требуются особые навыки	Безопасность, маленький расход краски, быстрое высыхание, ровное покрытие	Возможность быстро покрасить шашлычницу в домашних условиях
Минусы	Течет, остаются разводы, капли, долго сохнет, неприятный запах, выцветает, трескается	Требуется специальное оборудование, навыки, труднодоступно в домашних условиях, нужна мастерская	Попадает на посторонние предметы, опасна для дыхательных путей (нужен строительный респиратор). Если краска засохла, ее невозможно разбавить

Чем покрасить мангал из металла и как выбрать качественную краску

Для барбекюшниц подходят термостойкие акриловые и кремнийорганические составы. Акрил выпускается в жидком и аэрозольном виде, легко наносится, не трескается, не пузырится от огня. Работает при температурах до 800°, но от длительного контакта с открытым огнем теряет полезные свойства.

Кремнийорганические краски бывают только жидкими. Дают надежную защиту от огня, выдерживают до 1000° в течение 3-4 часов. Долго сохнут, не дают такого разнообразия цветов, как акрил.

Распространенные цвета – черный, серый. На них незаметно копоти, грязи, следов от углей.

Цвет покрытия напрямую не влияет на термозащитные свойства. Однако, покрытия черного цвета выпускают держащими температуру 600, 800, 1000°, а, например, розового или красного цвета – только до 500-600°.

Популярные бренды (Россия, Украина, Белорусь):

Kudo;
Certa;
Bosny;
Decorix;
Veslee;
Elcon;
Grog.

Эти марки предлагают краски, эмали, лаки любых цветов. Самая популярная консистенция – аэрозольный баллончик. На покрытие мангала из 50-л газового баллона уходит два баллончика аэрозольной краски 600 градусов.

Несмотря на более высокую стоимость намного экономичней показала себя жаропрочная краска для печей и каминов с маркировкой 700 градусов. Половины 350 г банки хватает на двухразовое покрытие корпуса. Также она более устойчива к воздействию огня при длительном использовании шашлычницы.

Покраска мангала термостойкой краской

Инструменты и материалы

Инструменты, которые потребуются для работы:

щетка или наждачная бумага для очистки поверхности;
ацетон или любая жидкость, его содержащая;
ветошь для работы с ацетоном;
грунтовка;
краска;
кисть, подложка;
перчатки;
респиратор.

Подготовка поверхности

Окраска начинается с подготовки поверхности. Этот этап нельзя пропустить: цвет ляжет неровно, а коррозия продолжит повреждать металл. Работают на улице в теплую, сухую, безветренную погоду либо в помещении с хорошей вентиляцией. Лицо, руки, одежду, окружающие предметы защищают тканью, пленкой или бумагой.

Разборный мангал разбирают полностью. Элементы, которые не соприкасаются с огнем, – термометр, деревянные или пластиковые ручки, дополнительный столик – снимают или оклеивают защитной лентой.

Следующий этап – зачистка металла щеткой или наждачной бумагой. Полностью удаляют грязь, копоть, следы углей, поверхностную ржавчину. Полностью очищенную поверхность обезжиривают ацетоном. Дают высохнуть. Если используется грунтовка, ее наносят и также дают высохнуть.

Красят мангал только снаружи. Внутренние поверхности окрашивать не нужно – огнестойкая краска не должна контактировать с пищей. Копоть внутри шашлычницы скапливается в любом случае, эстетический эффект от покраски минимален.

Покраска мангала

Окраска термостойкой краской — аэрозолью из баллончика:

Подготовить шашлычницу.
Встряхнуть баллон.
Распылить средство с расстояния 20 см.
Каждый слой высыхает от 30 минут.
Нанести 2-3 слоя.
Через сутки разжечь, оставить гореть 15 минут.

Окраска жидкой краской:

Подготовить шашлычницу.
Перемешать краску.
Нанести состав кистью.
Дать высохнуть краске – минимум час.
Нанести еще один слой.
Обжечь.

Слои нужно наносить тонким слоем, чтобы не отслаивались.

Термостойкая краска для мангала своими руками

Жаропрочную краску на основе жидкого стекла очень просто сделать своими руками. Просто смешать компоненты в пластиковой бутылке и хорошо взболтать.

Жидкое стекло – термостойкий материал, который используется для бюджетного покрытия по металлу. Простейший состав – 200 г жидкого стекла и 10 г серебряной пудры – серебрянки.

Красят также с наружной стороны в 2-3 слоя. Каждый слой сохнет 10-15 минут. Наносить состав нужно сразу после приготовления.

Воронение мангала

Альтернатива окрашиванию металлической жаровни – воронение. Другое название – чернение, химическое оксидирование. Для работы используются едкие химические составы – сочетание едкого натра, серной кислоты и хозяйственного мыла.

Поверхность тщательно очищают от ржавчины.
Детали погружают в емкость с серной кислотой на 5 минут.
Мыло растворяют в воде, доводят до кипения. Детали погружают в раствор на 10 минут.
Раствор едкого натра нагревают до 140°. Детали находятся в нем 1,5 часа.
После промывают проточной водой.

Работают только в перчатках, респираторах, защитной одежде.

Результат воронения мангала в домашних условиях – черный металл, который не ржавеет и не обгорает.

Как покрасить мангал из кирпича

Пористая структура кирпича впитывает грязь, копоть и пыль, очистить печь трудно, со временем она теряет вид. Поэтому новый кирпичный очаг красят термостойкой краской. На улице и в беседке покрытие защищает барбекю от влажности и перепадов температур, которые разрушают кирпич.

Для работы используются кремнийорганические составы, акриловые и алкидные краски. Последние дают яркие цвета, но недостаточно устойчивы к нагреву. Красят только наружную поверхность: стены топки и дымоход.

Elcon;
Decorix;
Kudo;
Ecoterra;
Престиж.

Популярные цвета – натуральный кирпич, красная медь, золото, красный, белый, желтый. Древний рецепт термостойкого покрытия – смесь яичных желтков и молока в равных долях. Компоненты смешивают до однородной массы.

На однослойную покраску 2 кв.м. лицевой стенки барбекю понадобится два баллончика

Результаты эксплуатации

При правильном нанесении качественной жаропрочной краски металлическая конструкция не обгорает, не ржавеет. Краска держится 4-5 лет. При активной эксплуатации ее хватает 2-3 сезона в зависимости от погодных воздействий. Чтобы металлическая шашлычница прослужила дольше, ее накрывают, хранят в сухом помещении.

Краску кирпичного барбекю на улице обновляют каждый сезон. Зимой из-за перепадов температур и влажности покрытие трескается. Перед нанесением новой краски старый слой и пыль удаляют щеткой.

Окрашивание однозначно продлит жизнь шашлычницы. А чем покрасить мангал вы уже знаете.