Keluli tahan haba merujuk kepada keluli dengan kestabilan haba dan kekuatan haba di bawah keadaan suhu tinggi. Kestabilan terma merujuk kepada kestabilan kimia (rintangan kakisan, bukan pengoksidaan) keluli di bawah keadaan suhu tinggi. Kekuatan terma merujuk kepada kekuatan keluli yang mencukupi di bawah keadaan suhu tinggi. Rintangan haba terutamanya dijamin oleh unsur mengaloi seperti kromium, molibdenum, vanadium, titanium dan niobium, jadi pemilihan bahan kimpalan harus ditentukan mengikut kandungan unsur pengaloian logam asas. Keluli tahan haba digunakan secara meluas dalam pembinaan pemasangan industri petroleum dan petrokimia. Kita selalunya boleh bersentuhan dengan keluli tahan haba pearlit dengan kandungan aloi rendah, seperti 15CrMo, 1Cr5Mo dan sebagainya.
Secara amnya, kandungan unsur aloi kurang daripada 50 peratus dipanggil keluli tahan haba. Piawaian keluli tahan haba Jepun JIS G4311, G4312, sebagai tambahan kepada beberapa piawaian siri SUH. Mengikut struktur mikro berbeza fasa induk, keluli tahan haba boleh dibahagikan kepada keluli tahan haba ferit, keluli tahan haba martensit, keluli tahan haba austenit dan keluli tahan haba pengerasan mendakan. JIS G5122 menyediakan keluli tuang tahan haba siri SUH, tetapi tidak mengklasifikasikan gred keluli mengikut struktur fasa induk, dan mencampurkan keluli tahan haba ferit, keluli tahan haba martensit dan keluli tahan haba austenit bersama-sama.
Keluli tahan haba ferit
Keluli tahan haba ferit yang mewakili digunakan secara meluas ialah SUS430 dengan Cr-17 peratus rendah. Cr ialah elemen yang boleh meningkatkan rintangan kakisan suhu tinggi keluli dan merupakan elemen yang amat diperlukan dalam keluli tahan haba. SUS430 mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik. SUS430 lebih murah kerana tiada unsur lain dalam keluli. Walau bagaimanapun, SUS430 tidak mengeras selepas pelindapkejutan suhu tinggi, dan kekuatan suhu tingginya rendah, jadi ia hanya boleh digunakan untuk bahagian yang tidak memerlukan banyak kekuatan. Sebaliknya, kerana pekali pengembangan haba SUS430 adalah kecil, dan pekali pengembangan haba keluli tahan haba austenit adalah besar, jadi, untuk perubahan suhu berulang kali, mudah untuk menghasilkan bahagian keletihan haba, SUS430 adalah lebih baik. Di samping itu, apabila SUS430 digunakan untuk masa yang lama pada kira-kira 500 darjah, kemerosotan akan berlaku disebabkan oleh pemendakan fasa rapuh, yang perlu diberi perhatian. Selain itu, Al juga merupakan unsur yang meningkatkan kapasiti antioksidan. Pada suhu tinggi, Al membentuk Al2O3 pada permukaan kepingan oksida, yang menjadi filem pelindung yang kuat dan memainkan peranan dalam meningkatkan rintangan pengoksidaan. Keluli tahan haba yang menggunakan kesan Al ini ialah FCH1. FCH1 ialah keluli tahan haba dengan 5 peratus Al ditambah dalam 25 peratus keluli Cr. Ia mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik di bawah 1200 darjah.
Keluli tahan haba martensit
Keluli tahan haba martensitik biasa ialah keluli Cr 12 peratus SUS403 dan SUS410J1 dengan kandungan karbon kira-kira 0.1 peratus. Keluli tahan haba ini dikeraskan dengan pelindapkejutan suhu tinggi dan kemudian dibaja untuk memendakan M23C6 pada martensit fasa induk, mengekalkan kekuatan tinggi pada 500-600 darjah . Jika Mo ditambah untuk meningkatkan rintangan melembutkan baran, kekuatan tinggi boleh dikekalkan lagi. Keluli tahan haba martensit akan menjadi lembut pada suhu tinggi melebihi 500-600 darjah, mengakibatkan kemerosotan mendadak dalam kekuatan. Oleh itu, keluli tahan haba martensit sesuai untuk suhu kerja di bawah 500-600 darjah, yang memerlukan komponen kekuatan suhu tinggi. Di samping itu, kerana kandungan kromium keluli tahan haba martensit adalah kurang (12 peratus), dan sebahagian daripada kromium masih dalam karbida, tidak dapat menjamin kandungan kromium dalam fasa induk, jadi rintangan pengoksidaan keluli tahan haba martensit selalunya kurang daripada keluli tahan haba ferit dan keluli tahan haba austenit. Si dan Al juga boleh membentuk filem pelindung pada kepingan oksida keluli tahan haba martensit. Keluli tahan haba martensit SUH3 dan SUH11 dengan Si ditambah untuk meningkatkan rintangan pengoksidaan mereka. Keluli tahan haba ini digunakan untuk injap masuk enjin dan bolt tahan haba.
Keluli tahan panas Austenit
Penambahan Cr kepada keluli disertakan dengan penambahan unsur penstabil Austenit Ni, yang menjadikan keluli struktur austenit stabil pada semua suhu. Keluli struktur austenit biasa ialah SUS304 dan SUS310. Seperti yang kita sedia maklum, SUS304 ialah keluli tahan karat tahan karat, tetapi SUS304 juga boleh digunakan sebagai keluli tahan haba. Di bawah 600 darjah, kekuatan keluli tahan haba austenitik adalah antara keluli tahan haba martensit dan keluli tahan haba ferit, dan di atas 600 darjah, kekuatannya lebih besar daripada keluli tahan haba martensit. Di samping itu, SUS304 di bawah 800 darjah, SUS310 di bawah 1000 darjah, pemanasan berulang - penyejukan, mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik. Walau bagaimanapun, apabila digunakan untuk masa yang lama pada 700-900 darjah , akan terdapat kerpasan fasa rapuh, sehingga bahan menjadi rapuh. Di samping itu, kerana pekali pengembangan haba SUS304 dan SUS310 adalah lebih besar daripada keluli tahan haba martensit dan ferit, kerosakan kelesuan haba mudah berlaku, dan perhatian harus diberikan kepada kedua-dua titik ini.
Apabila kekuatan suhu tinggi diperlukan, kekuatan keluli tahan haba austenit boleh dipertingkatkan lagi dengan pengukuhan kerpasan dan pengukuhan larutan. Keluli tahan haba austenit yang digunakan untuk injap ekzos enjin ialah SUH35. Kekuatan suhu tinggi SUH35 telah dipertingkatkan dengan pengukuhan kerpasan karbida dan pengukuhan larutan pepejal dengan menambahkan C pada keluli. Struktur austenit boleh diperolehi walaupun kandungan Ni adalah 4 peratus dengan meningkatkan kandungan Mn. SUH660 yang digunakan untuk bolt dan spring tahan haba telah diperkuatkan oleh kerpasan 'fasa (Ni3 (Al, Ti)) kerana penambahan Al dan Ti.
Mendakan keluli tahan haba bertetulang
Jenama wakil keluli tahan haba martensit ialah SUS630. Selepas penuaan pada 500 darjah , fasa ε (fasa Cu) mendakan dalam fasa induk martensit C rendah SUS630 untuk meningkatkan kekuatan keluli. Walau bagaimanapun, apabila suhu melebihi 500 darjah, fasa ε menjadi lebih kasar dan struktur martensit berubah, yang mengakibatkan penurunan kekuatan keluli. Oleh itu, SUS630 digunakan terutamanya untuk komponen turbin di bawah 500 darjah . Komponen utama keluli SUS630 ialah 17Cr-4Ni-4Cu, kandungan Ni tidak terlalu tinggi, dan memandangkan kestabilan austenit, kandungan Ni tidak boleh dikurangkan, jadi ia bukan sumber- penjimatan keluli pembangunan.
