Термостойкий гипсокартон для камина

Эксплуатация каминов производится под постоянным воздействием высоких температур, что может привести к возникновению пожара. Снизить вероятность возникновения такого проишествия можно с помощью различных видов облицовки. Среди всего этого разнообразия следует выделить термостойкий гипсокартон для камина.

Особенности материала

На рынке сегодня существует несколько видов такого продукта, которые отличаются своими техническими свойствами. Огнеупорный гипсокартон отличается от других аналогов целым рядом свойств:

Визуально внешне он покрыт розовым картоном, что и свидетельствует от его специфическом предназначении.
В состав гипсокартона входит специальный слой, в котором содержится глина и армирующее стекловолокно. Это позволяет значительно повысить стойкость к воздействию температур и снизить вероятность разрушение.
Структура сердечника листа также включает в себя кристаллизованную воду, что является дополнительным препятствием для распространения огня. Количество этого компонента в некоторых случаях может достигать 20% от общей массы.

При покупке жаропрочного гипсокартона желательно проверить все сертификаты на данную продукцию, подтверждающие его принадлежность к этой группе товаров. В них уже детально описаны все конкретные характеристики материала, что даст возможность подобрать только качественное и надежное вещество.

Жаропрочный гипсокартон состоит из нескольких основных компонентов:

Двуводный гипс, филоментные нити и несколько видов органических веществ. Процентное соотношение этих компонентов в структуре достигает 93%.
Покрытие из картона (6%).
Влага. Количество этого продукта зачастую не превышает 1%.

Технические характеристики

Жаропрочный гипсокартон является незаменимым материалом при сооружении каминов и других подобных конструкций, так как прекрасно противостоит огню. В сравнении с другими типами этого вещества, он не поддается разрушению под воздействием температуры около 45 минут (влагостойкие типы листов выдерживают всего около 20 минут).

На рынок материал выпускается со стандартными размерами поверхности:

2,5*1,2 м (площадь);
толщина листа является стандартной и составляет 12,5 мм.

Вес отдельной конструкции примерно равняется 25 кг. Следует отметить, что жаропрочный гипсокартон также прекрасно «дышит», как и его аналоги, что позволяет использовать его вместо них. На рынке встречается материал с утонченной и неутонченной кромкой, которая играет важную роль при непосредственном монтаже. Если вы приобретаете вещества последнего типа, то вам придется самостоятельно срезать часть торца примерно на одну треть от общей толщины. В связи с уникальными функциями, лист гипсокартона стоит примерно в 2 раза больше, чем его простой аналог.

Сфера использования

Универсальность огнестойкого гипсокартона делает его очень востребованным продуктом. Это вещество применяется для решения нескольких специфических видов задач:

Обустройство вентиляционных коробов. Не используется для формирования дымоходов, так как он не способен противостоят длительным температурным нагрузкам.
Обшивка практически всех видов бань (русская, турецкая и финская).
Облицовка каминов. Зачастую гипсокартон здесь выступает в качестве посредника между горячей поверхностью каркаса и основной стеной.
Внутренняя обшивка цехов легкой промышленности и т.д.

Как уже упоминалось, гипсокартон можно использовать для формирования каркасов каминов, но при этом следует учитывать несколько нюансов:

Не является целесообразным облицовка каминов с помощью этого материала конструкций, которые выполнены из камня, огнеупорного кирпича и т.д. Эти вещества сами по себе являются прекрасными изоляторами. Облицовка гипсокартоном производится зачастую только каминов, сделанных из стали или чугуна, чтобы дополнительно защитить их и придать им определенный декоративный вид.
Данный материал желательно использовать в тех случаях, когда топка устанавливается непосредственно в нише стены.
При обшивке каминов между гипсокартоном и его стенками нужно обязательно располагать специальные изоляторы тепла, которые будут снижать воздействие температуры на структуру продукта.

Следует понимать, что жаропрочный гипсокартон — это не кирпич и он не является надежным защитником. С его помощью только предотвращается возможность возникновения пожара на некоторое время, но не исключает его при длительном воздействии высокой температуры.

Некоторые нюансы монтажа

Отделка каминов гипсокартоном производится согласно специальной технологии, которая предполагает крепление листов на специальный каркас. Обратите внимание, что подобные операции производятся только с помощью металлических конструкций, и не допускается применение дерева или других легко воспламеняемых веществ.

Крепление листов осуществляется на специальные саморезы, шаг которых составляет примерно 12 см. Все стыки элементов дополнительно закрываются металлическими уголками. При необходимости внутри конструкции располагают различные теплоизоляторы. Следует отметить, что использовать для таких целей пенопласт категорически запрещено, так как он очень быстро воспламеняется и выделяет вредные вещества.

При монтаже огнестойких листов гипсокартона применяются только жаропрочные связующие (клей, герметик и т.д.). Это позволяет получить прочную и надежную систему, которая будет служить долго и без сбоев.

Внешняя отделка

Каркасы из таких листов очень часто располагаются в жилых домах, что требует дополнительного их украшения. При отделке камина гипсокартон можно покрыть специальными декоративными материалами, такими как огнестойкая плитка. Технология ее нанесения на такую поверхность практически ничем не отличается от оклеивания на другой материал.

Для этого нужно использовать специальный жаростойкий клей, с помощью которого отдельные плиточки фиксируются на поверхности камина. Таким образом, соединяя два этих материала, можно создать очень красивый декор.

При покупке жаропрочного гипсокартона следует отдавать предпочтение только качественным продуктам. На рынке сегодня одной из самых популярных является продукция нескольких производителей:

LAFARGE.
KNAUF.
Велма и много др.

Термостойкий гипсокартон — это универсальное решение для каминов, которые создаются не только как декоративный элемент, но и являются отопительными системами.

Термостойкий гипсокартон для камина (видео)

Термостойкий гипсокартон для камина является уникальным строительным материалом, который появился в продаже сравнительно не давно, но применение его довольно широкое. Далее рассмотрим его характеристики и использование при строительстве.

Особенности материала

Визуально внешне он покрыт розовым картоном, что и свидетельствует от его специфическом предназначении.
В состав гипсокартона входит специальный слой, в котором содержится глина и армирующее стекловолокно. Это позволяет значительно повысить стойкость к воздействию температур и снизить вероятность разрушение.
Структура сердечника листа также включает в себя кристаллизованную воду, что является дополнительным препятствием для распространения огня. Количество этого компонента в некоторых случаях может достигать 20% от общей массы.

Жаропрочный гипсокартон состоит из нескольких основных компонентов:

Двуводный гипс, филоментные нити и несколько видов органических веществ. Процентное соотношение этих компонентов в структуре достигает 93%.
Покрытие из картона (6%).
Влага. Количество этого продукта зачастую не превышает 1%.

Предназначение термостойкого гипсокартона

Данный материал используется в помещениях с повышенными требованиями по пожарной безопасности. В основном его применяют в отделке котельных и производственных помещений, а также при внешней отделке каминов и отопительных конструкций. Также довольно часто из него делаются межкомнатные перегородки, внутри которых расположены кабеля. Исходя из выше перечисленного применение данной продукции довольно широко.

Характеристики термостойкого гипсокартона

Отличительной чертой данного материала является его толщина, которая составляет 12,5 мм. Хотя по внешнему виду данный лист не отличается от своего собрата, но маркируется красным цветом. Огнеупорные свойства он приобретает благодаря содержанию армирующих добавок в своей сердцевине. Каркас такого листа выполнен не только из картона, но и с использованием армирующих волокон, что дает возможность получить продолжительную способность сопротивляться нагреву. Состав данного материала заключается в следующем:

Двуводный гипс, филоментные нити и органические вещества – 93%.
Картон– 6%.
Влажность – 1%.

Филоментные нити довольно необычный компонент. Такая нить длинной 3-30 мм, а благодаря ей при воздействии высоких температур, материал достаточно долго выдерживает тепловую нагрузку не разрушаясь. Данный материал также имеет кристаллическую решетку, благодаря однопроцентной влажности.

Предел огнестойкости

От продолжительности предела огнестойкости зависит время, за которое материал не будет подвержен разрушению под воздействием открытого огня. Этот предел производитель указывает числом, которое и будет означать время сопротивления открытому огню.

У жаропрочного гипсокартона эта отметка обозначается как цифра 25. От начала горения материала до процесса его разрушения может пройти 25 минут.

Даже обычные листы гипсокартона способны несколько минут сдерживать открытый огонь благодаря гипсовой прослойке, не подверженной горению.

Для того, чтобы материал был огнеустойчивым, в нем делают двойные перегородки, а картон располагают посередине.

Сфера использования

Обустройство вентиляционных коробов. Не используется для формирования дымоходов, так как он не способен противостоят длительным температурным нагрузкам.
Обшивка практически всех видов бань (русская, турецкая и финская).
Облицовка каминов. Зачастую гипсокартон здесь выступает в качестве посредника между горячей поверхностью каркаса и основной стеной.
Внутренняя обшивка цехов легкой промышленности и т.д.

Не является целесообразным облицовка каминов с помощью этого материала конструкций, которые выполнены из камня, огнеупорного кирпича и т.д. Эти вещества сами по себе являются прекрасными изоляторами. Облицовка гипсокартоном производится зачастую только каминов, сделанных из стали или чугуна, чтобы дополнительно защитить их и придать им определенный декоративный вид.
Данный материал желательно использовать в тех случаях, когда топка устанавливается непосредственно в нише стены.
При обшивке каминов между гипсокартоном и его стенками нужно обязательно располагать специальные изоляторы тепла, которые будут снижать воздействие температуры на структуру продукта.

Гипсокартон Knauf

Листы гипсокартона Кнауф являются одними из самых прочных материалов по устойчивости к открытому огню.

Материал изготавливают из картона и гипса, обработанного специальными составами, предназначенными для устойчивости при пожаре. При изготовлении сердечник с двух сторон укрепляют картоном. Поверхность листов ровная с повышенной прочностью.

Этот материал произвели так, что после воздействия на него огня он только может обуглиться, а содержащееся внутри вещество позволит образовать дополнительный барьер для огня.

Производители усовершенствовали изделие до пределов сопротивления огню в 60 минут. При воздействии языков огня на материал он не подвержен источению запаха и дыма. Отличить фирму Knauf можно по цветовой гамме их изделий. Влагостойкий гипсокартон выпускают в зеленом цвете, обычный – в сером, а огнеупорный – в розовом.

В составе присутствует армированное стекловолокно, придающее изделию дополнительную устойчивость. Гипс создает дополнительную защиту от огня.

Фирма Knauf имеет ряд преимуществ перед другими производителями благодаря свойствам их изделий и таким качествам как:

материал отличается не только способностью к сдерживанию огня, но и влагостойкостью;
в сердцевине находится кристаллизованная вода, которая в случае возгорания выступает как дополнительный сдерживающий фактор;
благодаря экологическим свойствам такой материал подойдет для всех видов помещений;
наличие глиняной прослойки придает дополнительную теплоизоляцию;
срок службы такого изделия на пять лет больше, чем обычного гипсокартона.

Фирма Knauf определяет материал по степени горючести как жаропрочный, поэтому группа риска для возгорания подобного изделия минимальна.

У гипсокартона Knauf имеется специальный сертификат, подтверждающий его безопасность с экологической точки зрения.

С применением гипсокартона этой марки можно чувствовать себя защищенным не только от открытого огня, но и от вредоносного грибка, который часто поражает поверхность стен в помещении.

Еще одним отличительным свойством является то, что он не испаряет запаха и не проводит электрический ток даже в тех случаях, если обильно наполнился влагой.

Пределы термостойкости негорючего гипсокартона

Под этим параметром стоит понимать продолжительность теплового воздействия на материал до того момента, пока он не разрушиться. По ГОСТу данный предел должен составлять 20-25 минут, некоторые же марки могут увеличивать данный интервал до 45 минут. Такие виды стоят дороже, но по спросу не уступают и обычным.

Важно: Используя термостойкий гипсокартон для облицовки отопительной конструкции, вы обезопасите себя и имущество. Соблюдайте технику противопожарной безопасности! Удачи!

Уважаемые посетители! Поделитесь ссылкой на этот сайт в соц. сетях. Когда наступят холода мы Вам с удовольствием поможем:)

Нюансы монтажа

Огнеупорный гипсокартон произведен так, чтобы препятствовать огню, и риск горючести практически отсутствует, но специалисты рекомендуют при обшивке перекрытий с деревянной структурой придерживаться следующих правил:

перед началом работ вокруг деревянных перекрытий устанавливают стоечные профили;
профили обшивают листами ГКЛО;
в пространстве между стенами укладывают специальную ленту;
стыки в углах закрывают металлическими уголками;
при создании дополнительной изоляции гипсокартонных листов, ее проводят минераловатным материалом.
Проведение процесса монтажа допускается на металлические изделия, из которых состоят стоечные профили.

При осуществлении монтажных работ рекомендуется использовать саморезы в качестве фиксатора для листов. Расстояние между элементами крепления не должно быть больше чем 0,2 метра.

Если в помещении имеются вертикальные коммуникационные шахты, они должны быть дополнительно изолированы специальными негорючими материалами. Мастера часто применяют в таких целях минеральную вату с фольгированным покрытием.

Внешняя отделка

LAFARGE.
KNAUF.
Велма и много др.

Как повысить противопожарные качества материала?

Для повышения уровня безопасности можно укреплять листы к стальному каркасу в два слоя: тем самым защита будет дополнительно увеличена в два раза.

Важно помнить, что два слоя должны быть установлены на близком расстоянии друг от друга.

Для того, чтобы установить второй слой, потребуется монтаж дополнительных крепежей и каркасов.

При установке нужно помнить о том, что и утеплитель и крепеж должны обладать определенным классом пожарной безопасности для того, чтобы максимально подходить под свойства будущей конструкции.

Ролик о том, как проводили испытание горючести гипсокартона:

Как правильно выбрать термостойкий гипсокартон для камина

Именно для этих целей был создан термостойкий ГКЛ, состоящий из плотного многослойного картона и выдерживающей высокие температуры гипсовой середины.

Характеристики и сфера применения

Облегчит приобретение знание внешнего вида жаропрочного материала. Основные параметры его такие:

размер листа представлен на рынке в двух вариантах: 1,2 на 1,5 и 1,2 на 3;
имеет красный цвет поверхности;
толщина изделия 1,2 см;
наружный слой покрыт жаростойким раствором;
наполнитель – гипс, который является не горючим по своей природе, но для гарантии безопасности его дополнительно обжигают.

Подобные жаростойкие листы используют в местах с повышенными требованиями пожарной безопасности:

в первую очередь обшивка каминов;
отделка котельных;
обшивка саун и бань;
внутренняя отделка промышленных помещений;
облицовка подобных зданий и детских комнат;
создание межкомнатных перегородок, в которых будет проходить электрический кабель;
сооружение воздуховодов;
для внутренних работ в деревянных зданиях и дачных домах.

Есть еще один важный момент, который поможет повысить противопожарные свойства ГКЛ: крепить в несколько слоев и учитывать класс пожарной безопасности все используемых вместе с гипсокартоном материалов.
Читайте также: Как сделать фальш-камин своими руками

Давайте выясним, какой у него предел огнестойкости. Термостойкий гипсокартон для камина, сделанный в соответствии с ГОСТом, имеет предел разрушения в 20-25 минут. А за это время можно вызвать спасателей. Есть отдельные марки ГКЛ, чье разрушение происходит после 45 минут горения, удерживая распространение огня по всему периметру. Понятно, что такие листы дороже, но и востребованнее, потому что безопасность – главный критерий в выборе негорючих отделочных материалов.

Советы специалистов сводятся к одному: лучшего, чем термостойкий ГКЛ для камина, пока ничего еще не придумали. Его отличные свойства, позволяющие замедлить скорость распространения пожара. И в ситуации возгорания от открытого источника огня дают ценное время на гашение. Даже не сомневайтесь, когда делаете выбор в пользу подобного гипсокартона, облицовывая баню или камин. Вы обезопасите себя и свою семью от возможной опасности.

Как применяют материал для камина

Когда речь не идет о декоративном камине, а о рабочем, то никто не использует гипсокартон для его создания. А вот достичь высокого уровня пожаробезопасности настоящего изделия удастся, если учесть следующее.

Из камня, кирпича и с чугунной топкой готовые конструкции обшивать дополнительным противопожарным материалом не нужно, потому что они сами по себе обладают подобными свойствами.

Производя установку камина в пространство стены, понадобится применение ГКЛ, что поможет обезопасить ваше жилье в случае возникновения пожара.
Применяют облицовку термостойким гипсокартоном для стальных и чугунных каминов, но вместе с прослойкой между ними должен быть изолирующий слой.

А если речь идет о декоративной альтернативе камина, которая не имеет открытого источника огня, то гипсокартон для его создания просто незаменим. Но для этого вполне будет достаточно и обычного, не термостойкого.

Что нужно учесть при монтаже

И пусть негорючесть гипсокартона давно подтверждена, во время его установки нужно придерживаться определенных условий. Сначала подготовить каркас из металлического профиля, а между стеной термостойкими листами уложите специальную ленту. Крепление саморезами осуществляется с шагом в 12 см. Не забывайте, что все стыки непременно нужно закрыть уголками. Для изоляции огнестойкого гипсокартона многие специалисты используют фольгированную минеральную вату. Размещают ее на стене между направляющими и только после этого проводят работы по обшивке конструкции ГКЛ. И запомните, что использование пенопласта для изоляции в данном случае категорически запрещено.

Отделочные работы после установки листов ничем не отличаются от тех, что проводятся на обычном гипсокартоне. Резоннее всего использовать шпаклевание гипсовой шпатлевкой, а чистовую отделку сделать на свое усмотрение. Для этого подойдут любые обои и водоэмульсионные краски.

Чтобы не купить подделку, попросите продавца предоставить вам пожарный сертификат на материал. Отсутствие подобного документа должно насторожить и отказаться от покупки. А еще пусть вас не обольщает слишком низкая цена на такой товар. Это уже тревожный знак низкого качества, который впоследствии дорого вам обойдется.

Вывод один: термостойкий гипсокартон – отличный выбор для отделочных работ камина и помещений с повышенным риском возгорания. Главное – сделать правильный выбор и придерживаться всех правил его монтажа. Тогда можно быть спокойным и за имущество, и за свою семью, проживающую в защищенном от чрезвычайных ситуаций доме.

Термостойкий гипсокартон для камина и его характеристики

Что представляет собой огнестойкий гипсокартон?

Современный огнеупорный гипсокартон представляет собой прямоугольный лист, состоящий из гипсового термостойкого сердечника с армирующими добавками и плотного многослойного картона, обработанного антипиреном. С лицевой стороны изделие имеет розовый цвет, что обозначает его термостойкие свойства и отличает от других видов ГКЛ.

Рисунок 1. Стандартная структура ГКЛ

Картон в структуре листовых изделий служит в качестве основы для нанесения шпаклевки и, в последующем, различных отделочных материалов – будь то ЛКМ, обои или декоративная штукатурка и кафель.

Рисунок 2. Разные виды гипсокартонных листов

Боковые кромки листов ГКЛО, как правило, зафальцованы пропитанным (розовым) картоном. Для изготовления сердечника применяется специальное гипсовое вяжущее с группой горючести Г1. Все листы выпускаются с утонченной полукруглой кромкой, обеспечивающей создание более надежного стыка в процессе монтажа.

Рисунок 3. Утонченные кромки ГКЛО

Горючесть гипсокартона в процессе производства проверяется опытным путем, по этому параметру его относят к группе Г1, что также регламентируется требованиями действующей нормативно-технической документации.

Некоторые нюансы монтажа

Визуально внешне он покрыт розовым картоном, что и свидетельствует от его специфическом предназначении.
В состав гипсокартона входит специальный слой, в котором содержится глина и армирующее стекловолокно. Это позволяет значительно повысить стойкость к воздействию температур и снизить вероятность разрушение.
Структура сердечника листа также включает в себя кристаллизованную воду, что является дополнительным препятствием для распространения огня. Количество этого компонента в некоторых случаях может достигать 20% от общей массы.

При покупке жаропрочного гипсокартона желательно проверить все сертификаты на данную продукцию, подтверждающие его принадлежность к этой группе товаров. В них уже детально описаны все конкретные характеристики материала, что даст возможность подобрать только качественное и надежное вещество.

Жаропрочный гипсокартон состоит из нескольких основных компонентов:

Двуводный гипс, филоментные нити и несколько видов органических веществ. Процентное соотношение этих компонентов в структуре достигает 93%.
Покрытие из картона (6%).
Влага. Количество этого продукта зачастую не превышает 1%.

Подготовительный этап – очистка основания от различных загрязнений, грибка и плесени, обеспыливание поверхности.
Разметочные работы – с помощью лазерного, водяного уровня и отвеса выполняется разметка для монтажа каркаса.
Сборка каркаса – как правило, для работ применяются металлические профили. Нередко домашние мастера используют деревянный брус, но в этом случае их нужно качественно обработать специальными пропитками – антипиренами – для увеличения их огнестойкости. Специалисты не рекомендуют монтировать ГКЛО на обрешетку из древесины.
Монтаж ГКЛО – в местах примыкания соседних листов друг к другу нужно обеспечить деформационный зазор 1-2 мм. Листы крепятся к каркасу саморезами, шаг расположения крепежа 200-300 мм.
Заделка стыков – утонченные заводские кромки не требуют предварительной подготовки, а места примыкания прямых кромок нужно предварительно разделать под углом 45° и прогрунтовать. Швы заделываются специальной шпаклевочной смесью (например, «Волма-шов» или «Основит ШОВСИЛК PG33 H»).
Шпатлевание всей поверхности гипсокартонных стен – обычно выполняется при необходимости создания идеально ровного и гладкого основания, что требуется при поклейке обоев или покраске лакокрасочными материалами.

Фото 10. Крепление огнеупорного гипсокартонного листа на потолок

ГКЛО допускается монтировать в 2 слоя с целью увеличения пожаростойкости конструкции. В этом случае также придется сократить шаг каркаса.

Свойства ГКЛО

Плотность – 850 кг/м3, что больше, чем у обычного ГКЛ (до 800 кг/м3).
Коэффициент теплопроводности – 0,22 Вт/(м*К), тогда как у обычного он доходит до 0,35 Вт/(м*К).

Группа горючести – не выше Г1.
Воспламеняемость – В1-В2.
Склонность к дымообразованию – Д1 (выделяет незначительное количество дыма).
Группа токсичности – Т1 (не выделяет токсичных веществ при нагреве до критических температур).

Фото 4. Правильное хранение ГКЛО на складах

Механическая прочность ГКЛО находится на одном уровне с обычным, поэтому обшитые им конструкции требуется беречь от прямых и сильных ударов, после которых на листе могут остаться вмятины и даже дыры.

Технические характеристики

Двуводный гипс, филоментные нити и органические вещества – 93%.
Картон– 6%.
Влажность – 1%.

Филоментные нити довольно необычный компонент. Такая нить длинной 3-30 мм, а благодаря ей при воздействии высоких температур, материал достаточно долго выдерживает тепловую нагрузку не разрушаясь. Данный материал также имеет кристаллическую решетку, благодаря однопроцентной влажности.

На рынок материал выпускается со стандартными размерами поверхности:

2,5*1,2 м (площадь);
толщина листа является стандартной и составляет 12,5 мм.

Область применения ГКЛО

Данный вид материала используется для облицовки каминов и это наиболее популярный способ его применения. Понятно, что отопительную конструкцию из кирпича не имеет смысла им отделывать, но декоративные конструкции фальшкаминов или биокаминов вполне приемлемо.

Основание камина из гипсокартона

Если же главная цель отделки настоящего камина, для повышения пожарной безопасности, то стоит учесть следующие моменты:

Не имеет смысла отделывать данным материалом уже построенный камин из кирпича или камня так, как эти материалы и так имеют хорошие свойства.
Использование данного материала целесообразно при монтаже конструкции во внутрь стены
Таким же образом стоит строить и саму стену для монтажа встроенной конструкции, для максимальной безопасности пространства
Можно применять данный вид материала при отделке металлических отопительных конструкций, с использованием дополнительного теплоизолирующего материала.

Негорючий гипсокартон производится с использованием экологически безопасных материалов, поэтому не имеет ограничений по применению, кроме влажностного. Благодаря огнестойким свойствам, гипсокартонные листы этого типа пользуются большим спросом при изготовлении фальш-каминов, а также обшивке обычных каминов, воздуховодов и других конструкций, расположенных в местах потенциальной опасности возникновения пожара.

Фото 5. Камин, обшитый огнеупорными гипсокартонными листами

устройство межкомнатных перегородок;
создание подвесных одно- и многоуровневых потолочных конструкций;
выравнивание стен;
изготовление полок и других архитектурных элементов;
заделки проемов в стенах и т.д.

Фото 6. Обшивка потолка по деревянным балкам противопожарным гипсокартоном

Часто ГКЛО используют для обшивки стен, потолков и других конструкций в каркасных и деревянных домах – это позволяет значительно повысить уровень огнезащиты таких строений.

Фото 7. Обшивка мансарды ГКЛО

Поскольку влагостойкость жароустойчивого гипсокартона, так же как и у обычного, довольно низкая, его не рекомендуется использовать в неотапливаемых помещениях и в комнатах с нестабильным влажностным режимом. Однако, сегодня многие производители выпускают специализированный материал – влагоогнестойкий (ГКЛВО), который оптимально подходит для условий эксплуатации с нестабильным влажностным режимом, за исключением неотапливаемых помещений.

Сфера использования

Обустройство вентиляционных коробов. Не используется для формирования дымоходов, так как он не способен противостоят длительным температурным нагрузкам.
Обшивка практически всех видов бань (русская, турецкая и финская).
Облицовка каминов. Зачастую гипсокартон здесь выступает в качестве посредника между горячей поверхностью каркаса и основной стеной.
Внутренняя обшивка цехов легкой промышленности и т.д.

Не является целесообразным облицовка каминов с помощью этого материала конструкций, которые выполнены из камня, огнеупорного кирпича и т.д. Эти вещества сами по себе являются прекрасными изоляторами. Облицовка гипсокартоном производится зачастую только каминов, сделанных из стали или чугуна, чтобы дополнительно защитить их и придать им определенный декоративный вид.
Данный материал желательно использовать в тех случаях, когда топка устанавливается непосредственно в нише стены.
При обшивке каминов между гипсокартоном и его стенками нужно обязательно располагать специальные изоляторы тепла, которые будут снижать воздействие температуры на структуру продукта.

Следует понимать, что жаропрочный гипсокартон — это не кирпич и он не является надежным защитником. С его помощью только предотвращается возможность возникновения пожара на некоторое время, но не исключает его при длительном воздействии высокой температуры.

Взаимодействие огнестойкого гипсокартона с открытым огнем

Рассматриваемый материал относится к категории негорючих (Г1) – т.е. он не распространяет огонь и не поддерживает горение. Основным свойством является предел огнестойкости гипсокартона – у листов разных производителей этот показатель может отличаться, но обычно составляет в пределах 45-60 минут. Это значит, что на протяжении указанного промежутка времени изделие способно выдержать непрерывное воздействие открытого пламени, после чего начнет разрушаться. Но на практике все зависит от интенсивности огня и других факторов.

Фото 8. Испытание ГКЛО на противодействие открытому огню

Единственное, что можно сказать с уверенностью – на протяжении 45 минут после начала возгорания ГКЛ огнестойкий будет сохранять свою целостность и несущую способность, поэтому не даст огню распространиться на другие строительные конструкции.

Фото 9. Применение пожаростойкого ГКЛ в отделке

Внешняя отделка

Для этого нужно использовать специальный жаростойкий клей, с помощью которого отдельные плиточки фиксируются на поверхности камина. Таким образом, соединяя два этих материала, можно создать очень красивый декор.

LAFARGE.
KNAUF.
Велма и много др.

Производители огнестойкого гипсокартона

Противопожарный гипсокартон производится многими заводами, но одними из самых крупных производителей на рынке являются Волма и Кнауф. Именно продукцию этих брендов мы и рассмотрим подробнее.

Отечественный производитель, который выпускает гипсокартонные листы уже более 10 лет. Занимает передовые позиции на рынке стройматериалов благодаря строгому соблюдению технологии производства и использованию высококачественного сырья. Большой спрос на ГКЛО этого бренда обусловлен высокими технико-эксплуатационными характеристиками. При этом по свойствам практически не уступает, за исключением мелких моментов.

Рисунок 11. ГКЛО производителя Волма

стабильные характеристики;
высокая прочность для материала этого типа;
невысокая цена – примерно на 30 % ниже по сравнению с продукцией фирмы Кнауф.

К недостаткам можно отнести незначительную волнистость листов, но это никак не отражается на скорости и качестве монтажа.

Компания, которая включает более 10 предприятий на территории РФ. Применение современных технологий и мощное рекламное продвижение обеспечивает большой спрос на продукцию данного бренда. Основное качество ГКЛО производителя Кнауф – повышенный предел огнестойкости, составляющий в пределах 50-60 минут.

Фото 12. Огнеупорный ГКЛ производства Кнауф

повышенная плотность и прочность;
идеальная геометрия листов;
продолжительный эксплуатационный ресурс.

К недостаткам относится высокая стоимость материала – даже по сравнению с гипсокартоном других раскрученных зарубежных брендов она на 20-30 % выше.

Согласно действующим строительным нормам и правилам в местах с повышенной пожарной опасностью нужно использовать устойчивые к воздействию огня материалы. Поэтому, при необходимости огнезащиты в процессе устройства межкомнатных перегородок, облицовки стен и потолков целесообразнее использовать огнестойкий гипсокартон, который обладает более высокой пожаробезопасностью по сравнению с другими видами ГКЛ.

Жаростойкие стали: состав и марки жаропрочных сплавов

Жаропрочная сталь, представленная на современном рынке большим разнообразием марок, как и сплавы жаростойкой категории, признается большинством специалистов лучшим материалом для изготовления элементов конструкций и оборудования, которые эксплуатируются в постоянном контакте с агрессивными средами и в других сложных условиях.

Типичные изделия из жаропрочной стали – печи, камины, котлы и металлические дымоходы

Жаропрочность и жаростойкость металла

Жаростойкость, которой обладают стали и другие металлические сплавы отдельной категории, имеет еще одно название – «окалиностойкость». Это свойство, которым отдельные металлы наделяют в процессе производства, заключается в их способности длительное время в условиях повышенных температур активно противостоять такому негативному явлению, как газовая коррозия. В отличие от жаростойких, жаропрочные стали и металлы другого типа обладают способностью не разрушаться и не деформироваться под длительным воздействием высоких температур.

Короткий экскурс в формате видео об особенностях жаропрочных сталей и их отличиях от других сплавов.

Металлы, которые отличаются жаростойкостью, применяют преимущественно для изготовления ненагруженных конструкций, эксплуатируемых в условиях постоянного воздействия на них газовой окислительной среды и температуры, не превышающей 550°. К таким конструкциям, в частности, относятся элементы нагревательных печей.

Сплавы, выполненные на основе железа, даже если их отличает жаростойкость, при таких условиях эксплуатации и при воздействии температуры, превышающей 550°, начинают активно окисляться, что приводит к появлению на их поверхности пленки, состоящей из оксида железа. Формирующееся на поверхности такого металла химическое соединение железа и кислорода – это, по сути, окалина хрупкого типа. Ее характеризует элементарная кристаллическая решетка, содержащая недостаточное количество атомов второго вещества.

Свойства оксидов элементов, увеличивающих жаростойкость железа

Чтобы улучшить такое свойство стали, как жаростойкость, в ее химический состав вводят хром, алюминий и кремний. Соединяясь с кислородом, эти элементы способствуют формированию в структуре металла плотных и надежных кристаллических структур, что и улучшает его способность безболезненно переносить воздействие повышенных температур.

Количество и тип легирующих добавок, вводимых в химический состав сплава, выполненного на основе железа, зависит от температурных условий эксплуатации изделий, которые будут из него изготовлены.

Лучшую жаростойкость демонстрируют стали, легирование которых выполнено на основе такого металла, как хром. К наиболее известным маркам таких сталей, которые называют сильхромами, относятся:

08Х17Т;
15Х25Т;
15Х6СЮ;
36Х18Н25С2.

Химический состав жаропрочных сталей марок 13Х11Н2В2МФ, 15Х11МФ, 20Х13, 20Х12ВНМФ

Что характерно, жаростойкость стали повышается с увеличением в ее химическом составе количества хрома. Используя данный металл в качестве легирующего элемента, можно создавать марки сталей, изделия из которых не будут утрачивать своих первоначальных характеристик даже при длительном воздействии на них температуры, превышающей 1000 градусов.

Особенности материалов с жаропрочными свойствами

Жаропрочные стали и сплавы, как уже говорилось выше, способны успешно эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия высоких температур, при этом не проявляя склонности к ползучести. Суть этого негативного процесса, которому подвержены стали обычных марок и другие металлы, заключается в том, что материал, на который воздействуют неизменная температура и постоянная нагрузка, начинает медленно деформироваться, или ползти.

Ползучесть, которой и стараются избежать, создавая жаропрочные стали и металлы другого типа, бывает двух видов:

длительная;
кратковременная.

Для определения ползучести сплавов в иследовательских центрах используют комплекс испытательных машин

Чтобы определить параметры кратковременной ползучести, материалы подвергают специальным испытаниям, для чего их помещают в печь, нагретую до определенной температуры, и прикладывают к ним растягивающую нагрузку. Такое испытание проводится в течение ограниченного промежутка времени.

Проверить материал на его склонность к длительной ползучести и определить такой важный параметр, как предел ползучести, за короткий промежуток времени не получится. Для этого испытуемое изделие, помещенное в печь, необходимо подвергать длительной нагрузке. Важность такого показателя, как предел ползучести материала, заключается в том, что он характеризует наибольшее напряжение, которое приводит к разрушению разогретого изделия после воздействия в течение определенного промежутка времени.

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.

Аустенитные и аустенитно-ферритные стальные сплавы

Наиболее значимые особенности аустенитных сталей заключаются в том, что их внутренняя структура формируется за счет наличия в их составе никеля, а такое свойство, как жаростойкость, связано с присутствием хрома. В сплавах подобной категории, отличающихся незначительным содержанием углерода в своем химическом составе, в некоторых случаях могут присутствовать такие легирующие элементы, как ниобий и титан. Стали, основу внутренней структуры которых составляет аустенит, относятся к категории нержавеющих, а при длительном воздействии высоких температур (до 1000 градусов) успешно противостоят формированию слоя окалины.

Аустенитные сплавы марок Х17Н13М2 и Х17Н13М3 оптимально подходят для конструкций, работающих под воздействием кислот

К наиболее распространенным на сегодняшний день сталям с аустенитной внутренней структурой относятся сплавы дисперсионно-твердеющей категории. Для улучшения качественных характеристик в их состав добавляют интерметаллические или карбидные упрочнители, в зависимости от чего такие материалы и относят к определенной категории.

Наиболее популярными марками жаропрочных сталей, основу внутренней структуры которых составляет аустенит, являются:

дисперсионно-твердеющие Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 0Х14Н28В3Т3ЮР, 4Х14Н14В2М (из этих жаропрочных сталей, относящихся к категории нержавеющих, изготавливают конструктивные элементы турбин и клапаны двигателей транспортных средств);
гомогенные 1Х14Н16Б, 1Х14Н18В2Б, Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х23Н18, Х25Н20С2, Х25Н16Г7АР (из материалов данных марок преимущественно производят арматуру и трубы, эксплуатируемые под воздействием значительных нагрузок, агрегаты сверхвысокого давления, элементы выхлопных систем).

Труба жаропрочная из стали марки 20Х23Н18 (она же Х23Н18 или ЭИ417) используется для изготовления печного оборудования, поковок и бандажей

Стальные сплавы, основу внутренней структуры которых составляет смесь аустенита и феррита, отличает исключительная жаропрочность, превышающая по своим показателям аналогичный параметр даже высокохромистых материалов. Такие характеристики жаропрочности достигаются за счет высочайшей стабильности внутренней структуры сталей данной категории. Изделия из них могут успешно эксплуатироваться даже при температурах, доходящих до 1150°.

Между тем для жаропрочных сталей с аустенитно-мартенситной внутренней структурой характерна повышенная хрупкость, поэтому их нельзя использовать для производства изделий, эксплуатируемых под высокой нагрузкой.

Из жаропрочных сталей данной категории производят изделия следующего назначения:

пирометрические трубки (Х23Н13);
конвейеры для печей, жаропрочные трубы, емкости для осуществления процедуры цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).

Стали и металлы, отличающиеся тугоплавкостью

Стальные сплавы, основу которых составляют тугоплавкие металлы, используют для производства изделий, эксплуатируемых при 1000–2000°.

Тугоплавкие металлы, входящие в химический состав таких сталей, характеризуются следующими температурами плавления (см. таблицу).

Температура плавления тугоплавких металлов

За счет того, что тугоплавкие стали данной категории характеризуются высокой температурой перехода в хрупкое состояние, при значительном нагреве они деформируются. Чтобы повысить жаропрочность таких сталей, в их химический состав водятся специальные добавки, а для увеличения жаростойкости их легируют такими элементами, как титан, молибден, тантал и др.

Наиболее распространенными соотношениями химических элементов в составе тугоплавких сплавов являются:

основа – вольфрам и 30% рения;
60% ванадия и 40% ниобия;
основа – 48% железа, 15% ниобия, 5% молибдена и 1% циркония;
10% вольфрама и тантал.

Сплавы на основе никеля и смеси никеля с железом

Сплавы на никелевой основе (55% никеля) или выполненные на базе смеси никеля с железом (65%) являются жаропрочными и обладают достойными жаростойкими качествами. Базовым легирующим элементом для любых сталей данной категории является хром, которого в них может содержаться от 14 до 23%.

Если говорить о стойкости и прочности, высокие показатели которых сохраняются при повышенных температурах, то такими качествами обладают стальные сплавы, выполненные на основе никеля. К наиболее популярным из них относятся ХН60В, ХН67ВМТЮ, ХН70, ХН70МВТЮБ, ХН77ТЮ, ХН78Т, ХН78Т, ХН78МТЮ. Часть сталей данных марок являются жаропрочными, а остальные – жаростойкими. При нагреве на поверхности изделий из сплавов данных марок появляется оксидная пленка на основе хрома и алюминия, а в твердых растворах структуры таких металлов формируются соединения алюминия с никелем или титана с никелем, что и обеспечивает устойчивость таких материалов к воздействию высоких температур. Более подробно с характеристиками жаропрочных сплавов никелевой группы можно познакомиться, изучив специальные справочники.

Роторные валы из никелевого жаропрочного сплава

Стали никелевой группы используют для изготовления:

элементов газовых конструкций и коммуникаций (ХН35ВМТЮ; примером изделий подобного назначения является труба жаропрочная);
конструктивных элементов турбинных устройств (ХН35ВТР);
конструктивных элементов компрессоров – лопаток и дисков (ХН35ВТЮ);
роторов, которыми оснащают турбины (ХН35ВТ и ХН35ВМТ).

В заключение познавательное видео о тонкостях производства и обработки стали в домашних условиях.

Жаропрочные стали и сплавы

Жаропрочная сталь используется при изготовлении разных деталей, которые контактируют с агрессивными средами, при этом подвергаются значительным нагрузкам, вибрациям и высокому термическому воздействию. К примеру, сюда относятся следующие изделия: турбины, печи, котлы, компрессоры и т.п. Далее представлены характеристики термостойких, жаропрочных сплавов, классификация, марки, особенности их применения.

Жаростойкая сталь (или окалиностойкая) – металлический сплав, используемый в ненагруженном или слабонагруженном состоянии и способный на протяжении длительного времени в условиях высоких температур (более 550 ºС) сопротивляться газовой коррозии. Жаропрочные металлы – изделия, которые под высоким термическим воздействием сохраняют свою структуру, не разрушаются, не поддаются пластической деформации. Важная характеристика таких металлов – условный предел ползучести и длительной прочности. Жаропрочные сплавы могут быть жаростойкими, однако не всегда такими бывают, поэтому в агрессивных средах могут быстро повредиться по причине окисления.

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.

Классификация жаропрочных и жаростойких сплавов

При температуре до 300 ºС используется обычная конструкционная (углеродистая) сталь – прочный и термостойкий металл. Для работы в условиях свыше 350 ºС требуется применение жаропрочных металлов. Основные виды сплавов повышенной термостойкости и термопрочности:

Перлитные, мартенситные и аустенитные;
кобальтовые и никелевые сплавы;
тугоплавкие металлы.

К перлитным жаропрочным сталям относят котельные стали и сильхромы, содержащие малый процент углерода. Температура рекристаллизации материала повышается за счет легирования молибденом, хромом, ванадием. Сплавы характеризуются неплохой свариваемостью. Производство мартенситных сталей осуществляется с использованием перлитных и добавок хрома, закалки при 950–1100 ºС. Они содержат более 0,15 % углерода, 11-17 % хрома, небольшое количество никеля, вольфрама, молибдена, ванадия. Стали мартенситного класса устойчивы к воздействию коррозии в щелочных, кислотных растворах, повышенной влажности, в случае термообработки при 1050 градусах отличается высокой жаропрочностью.

Жаропрочные аустенитные стали могут иметь гомогенную или гетерогенную структуру. В сплаве с гомогенной структурой, не упрочняемых термообработкой, содержится минимум углерода, много легирующих элементов, что обеспечивает сопротивление ползучести. Такие материалы подходят для применения при температуре до 500 °С. В гетерогенных твердых растворах, упрочняемых термообработкой, образуются карбидные, интерметаллидные, карбонитридные фазы, что обеспечивает применение жаропрочных сплавов под напряжением при температуре до 700 °С.

При температуре до 900 °C эксплуатируют никелевые и кобальтовые сплавы: они применяются при производстве турбин реактивных двигателей, являются лучшими жаропрочными материалами. Кобальтовые сплавы по жаропрочности немного уступают никелевым, являются более редкостным. Отличаются высокой теплопроводностью, коррозионной устойчивостью при высоких температурах, стабильностью структуры в процессе длительной работы.

Содержание никеля в никелевом сплаве составляет свыше 55 %, углерода 0,06-0,12 %. В зависимости от структуры различают гомогенные (нихромы), гетерогенные (нимоники) сплавы никеля. Нихромы, изготавливаемые на основе никеля, в качестве легирующей добавки содержат хром. Им свойственна не только жаропрочность, но и высокая жаростойкость. Нимоники состоят из 20 % хрома, 2 % титана, 1 % алюминия. Марки сплавов: ХН77ТЮ, ХН55ВМТФКЮ, ХН70МВТЮБ.

При температурах до 1500 градусов и выше могут работать жаропрочные сплавы из тугоплавких металлов: вольфрама, ниобия, ванадия и др.

Температура плавления тугоплавких металлов.
Металл	Температура плавления, ºC
Вольфрам	3410
Тантал	Около 3000
Ванадий	1900
Ниобий	2415
Цирконий	1855
Рений	3180
Молибден	Около 2600

Наиболее востребованным является молибденовый сплав. Для легирования применяются такие элементы, как титан, цирконий, ниобий. Для предотвращения коррозии выполняют силицирование изделия, в результате чего на поверхности образуется защитное покрытие. Защитный слой позволяет эксплуатировать жаропрочку при температуре 1700 градусов на протяжении 30 часов. Другие распространенные тугоплавкие сплавы: вольфрам и 30 % рения, 60 % ванадия и 40 % ниобия, сплав железа, ниобия, молибдена и циркония, тантал и 10 % вольфрама.

Марки жаростойких и жаропрочных сталей

В зависимости от состояния структуры различают аустенитные, мартенситные, перлитные и мартенситно-ферритные жаропрочные металлы. Жаростойкие сплавы разделяются на ферритные, мартенситные или аустенитно-ферритные виды.

Применение мартенситных сталей.
Марки стали	Изделия из жаропрочных сталей
4Х9С2	Клапаны автомобильных двигателей, рабочая температура 850–950 ºC.
1Х12H2ВМФ, Х6СМ, Х5М, 1Х8ВФ, Х5ВФ	Узлы, детали, работающие при температуре до 600 ºC на протяжении 1000–10000 часов.
Х5	Трубы, эксплуатируемые при рабочей температуре до 650 ºC.
1Х8ВФ	Элементы паровых турбин, которые работают при температуре до 500 ºC на протяжении 10000 часов и более.

Перлитные марки, имеющие хромокремнистый и хромомолибденовый состав жаропрочной стали: Х13Н7С2, Х10С2М, Х6СМ, Х7СМ, Х9С2, Х6С. Хромомолибденовые составы 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ подходят для использования при 450-550 °С, хромомолибденованадиевые 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ – при температуре 550-600 °С. Их применяют при производстве турбин, запорной арматуры, корпусов аппаратов, паропроводов, трубопроводов, котлов.

Ферритная сталь изготавливается путем обжига и термообработки, за счет чего приобретает мелкозернистую структуру. Сюда относят марки Х28, Х18СЮ, 0Х17Т, Х17, Х25Т, 1Х12СЮ. Содержание хрома в таких сплавах 25-33 %. Их применяют на производстве теплообменников, аппаратуры для химических производств (пиролизного оборудования), печного оборудования и прочих конструкций, которые работают длительное время при высокой температуре и не подвержены воздействию серьезных нагрузок. Чем больше хрома в составе, тем выше температура, при которой сталь сохраняет эксплуатационные свойства. Жаростойкая ферритная сталь не обладает высокой прочностью, жаропрочностью, отличается хорошей пластичностью и неплохими технологическими параметрами.

Мартенситно-ферритная сталь содержит 10-14 % хрома, легирующие добавки ванадий, молибден, вольфрам. Материал используется при изготовлении элементов машин, паровых турбин, оборудования АЭС, теплообменников атомных и тепловых ЭС, деталей, предназначенных для длительной эксплуатации при 600 ºC. Марки сталей: 1Х13, Х17, Х25Т, 1Х12В2МФ, Х6СЮ, 2Х12ВМБФР.

Аустенитные стали отличаются широким применением в промышленности. Жаропрочностные и жаростойкие характеристики материала обеспечиваются за счет никеля и хрома, легирующих добавок (титан, ниобий). Такие стали сохраняют технические свойства, стойкие к коррозии при воздействии температуры до 1000 ºC. Сравнительно со сталями ферритного класса, аустенитные сплавы обладают повышенной жаропрочностью, способностью к штамповке, вытяжке, свариванию. Термическая обработка металлов осуществляется путем закалки при 1000–1050 °С.

Применение аустенитных марок.
Марки стали	Применение жаропрочных сталей
08X18Н9Т, 12Х18Н9Т, 20Х25Н20С2, 12Х18Н9	Выхлопные системы, листовые, сортовые детали, трубы, работающие при невысокой нагрузке и температуре до 600–800 °С.
36Х18Н25С2	Печные контейнеры, арматура, эксплуатируемые при температуре до 1100 °С.
Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ	Клапаны двигателей, детали турбин.

Аустенитно-ферритные стали отличаются повышенной жаропрочностью по сравнению с обычными высокохромистыми сплавами. Такие металлы применяются при изготовлении ненагруженных изделий, рабочая температура 1150 ºC. Из марки Х23Н13 изготавливают пирометрические трубки, из марки Х20Н14С2, 0Х20Н14С2 – печные конвейеры, резервуары для цементации, труб

Жаростойкие и жаропрочные сплавы

Жаростойкие и жаропрочные сплавы обладают высокой жаропрочностью и жаростойкостью, что определяет их применение в качестве конструкционных материалов для изготовления изделий с повышенными требованиями к механической прочности и коррозионной стойкости при высоких температурах. На странице представлено описание данных сплавов: свойства, области применения, марки жаростойких и жаропрочных сплавов, виды продукции.

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.

Классификация жаропрочных и жаростойких сплавов

Термины и определения

Жаропрочность – способность сталей и сплавов выдерживать механические нагрузки при высоких температурах в течение определенного времени. При температурах до 600°С обычно применяют термин теплоустойчивость. Можно дать более строгое определение жаропрочности.

Под жаропрочностью также понимают напряжение, вызывающее заданную деформацию, не приводящую к разрушению, которое способен выдержать металлический материал в конструкции при определенной температуре за заданный отрезок времени. Если учитываются время и напряжение, то характеристика называется пределом длительной прочности; если время, напряжение и деформация – пределом ползучести.

Ползучесть – явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения. Длительная прочность – сопротивление материала разрушению при длительном воздействии температуры.

Жаростойкость характеризует сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при высоких температурах.

Классификация

Можно выделить несколько классификаций сплавов и сталей, которые работают при повышенных и высоких температурах.

Наиболее общей является следующая классификация жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов:

Теплоустойчивые стали – работают в нагруженном состоянии при температурах до 600°С в течение длительного времени. Примером являются углеродистые, низколегированные и хромистые стали ферритного класса.
Жаропрочные стали и сплавы – работают в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладают при этом достаточной жаростойкостью. Примерами являются стали аустенитного класса на хромоникелевой или хромоникельмарганцевой основах с различными легирующими элементами и сплавы на никелевой или кобальтовой основе.
Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы – работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при температурах выше 550°С и обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах. В качестве примера можно привести хромокремнистые стали мартенситного класса, хромоникелевые аустенитные стали, хромистые и хромоалюминиевые стали ферритного класса, а также сплавы на основе хрома и никеля.

Также существует классификация по способу производства:

литейные;
деформируемые.

Свойства жаростойких и жаропрочных сплавов

Для жаропрочных сплавов и сталей основным полезным свойством с практической точки зрения является способность материала выдерживать механические нагрузки в условиях высоких температур. Существуют различные схемы нагружения жаропрочных материалов: статические растягивающие, изгибающие или скручивающие нагрузки, термические нагрузки вследствие изменений температуры, динамические переменные нагрузки различной частоты и амплитуды, динамическое воздействие скоростных газовых потоков на поверхность. При этом указанные материалы должны выдерживать соответствующий тип нагружения.

Основным практически полезными свойствами жаростойких сталей и сплавов является коррозионная стойкость материала в газовых средах при высоких температурах.

В то же время, с точки зрения производства готовых изделий важную роль играют технологические свойства. При создании деформируемых сплавов необходимо обеспечить достаточную технологическую пластичность при обработке давлением, в том числе при температурах 700-800 °С, а литые сплавы должны иметь удовлетворительные литейные свойства (жидкотекучесть, пористость).

Марки жаропрочных и жаростойких сплавов

Жаропрочные стали и сплавы на никелевой основе

В настоящее время сплавы на никелевой основе имеют наибольшее значение в качестве жаропрочных материалов, предназначенных для работы при температурах от 700 до 1100°С.

Сплав ХН77ТЮР (ЭИ437Б и ЭИ437БУВД)
Химический состав по ГОСТ 5632-72, ТУ 14-1-402-72, % (по массе):

сплава ЭИ437Б – 19-22 Cr; 2,4-2,8 Ti; 0,6-1,0 Al; ; остальное никель.

Технологические данные:

сплав изготавливается в дуговых и индукционных электропечах и с применением вакуумного дугового переплава;
температура деформации – начало 1160, конец выше 1000 °С, охлаждение после деформации иа воздухе;
рекомендуемые режимы термической обработки: нагрев до 1190±10 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе; нагрев до 1050 °С, выдержка 4 ч, охлаждение на воздухе; старение при 800 °С в течение 16 ч, охлаждение на воздухе;
нагрев до 1180 °С, выдержка 6 ч, охлаждение на воздухе; нагрев до 1000 °С, охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 8 ч, охлаждение на воздухе; старение при 850 °С в течение 15 ч, охлаждение на воздухе.

Жаростойкие стали и сплавы на основе никеля и железа

Основными жаростойкими материалами, которые используют в газовых турбинах, печах и различного рода высокотемпературных установках с рабочей температурой до 1350 °С, являются сплавы на основе железа и никеля. Высокое сопротивление окислению сталей и сплавов связано в первую очередь с большим количеством хрома, входящего в состав сплавов. Например, максимальное содержание хрома (по массе) в количестве 26-29 % имеет сплав на основе никеля ХН70Ю.

Сплав ХН70Ю (ЭИ652)
Химический состав по ГОСТ 5632-72, % (по массе): 26-29 Cr; 2,8-3,5 Al;