Là loại thép có khả năng chịu tải trọng lâu dài trên 500oC, được sử dụng trong các lĩnh vực như: nồi hơi, động cơ phản lực, tên lửa…
Yêu cầu chung của thép bền nóng như sau:
+ Có tính ổn định nóng cao: là khả năng bền hoá học ở nhiệt độ cao, có khả năng chống lại lớp vỏ oxi và ngăn cản sự phát triển của nó.
+ Có tính bền nóng lớn: Là khả năng vật liệu chịu được tải trọng ở nhiệt độ cao, Ở nhiệt độ cao dưới tác dụng của tải trọng không đổi nhỏ hơn giới hạn chảy, kim loại bị biến dạng dẻo một cách chậm chạp theo thời gian và gọi là dão. Đánh gía độ bền của thép ở nhiệt độ cao bằng hai chỉ tiêu là độ bền dão và giới hạn dão. Độ bền dão là ứng suất gây ra biến dạng dão tại nhiệt độ đã cho sau một thời gian xác định. Giới hạn dão là ứng suất cần thiết để có biến dạng xác định sau thời gian thử xác định tại nhiệt độ đã cho.
Trong môi trường làm việc ở nhiệt độ cao độ bền hóa học của thép bị giảm do sự ăn mòn hóa học ôxy hóa thép trong không khí khô. Sự tạo thành lớp vảy ôxit và sự phát triển nhanh của nó sẽ nhanh chóng làm giảm tiết diện chịu tải và làm giảm độ bền. Sự tạo thành lớp vảy ôxit nhanh đột ngột do cấu trúc chủ yếu của FeO xốp, không có tính bảo vệ. Vì vậy phải hợp kim hóa thép bằng crôm, môlipđen, silic để tạo nên các lớp bảo vệ cần thiết.
Thép bền nóng là lĩnh vực hết sức rộng lớn, không thể đề cập hết vì thế trong tài liệu này chỉ giới hạn giới thiệu thép bền nóng làm xupap xả của động cơ và làm tua bin hơi.
a.Thép làm xupap xả:
Xu páp xả của động cơ đốt trong làm việc trong điều kiện chịu tải trọng cao, mài mòn và va đập lớn, bị ăn mòn do khí cháy, chịu nhiệt độ 650-700oC. Để làm xu pap xả thường sử dụng loại thép cacbon trung bình ( 0,35-0,5%) và có hàm lượng crom cao ( 9-10%), và 2%Si. Một số loại mác thông dụng là: 40Cr9Si2, 40Cr10Si2Mo…
b.Thép làm nồi hơi và tua bin hơi:
Các nồi hơi và tuabin hơi tại các nhà máy nhiệt điện thường làm việc ở nhiệt độ 540oC và áp suất 250atm hay ở nhiệt độ 560oC và ap suất 160atm, Để đảm bảo tuổi thọ lâu dài ta phải sử dụng các loại thép phù hợp
Với nhiệt độ nhỏ hơn 450oC có thể dùng các mác thép CT34, CT38, C15, C20 làm nồi hơi, ống dẫn hơi ở nhiệt độ 540-560oC có thể sử dụng các mác 12CrMo, 12CrMoV. Cánh tuabin có thể dùng các mác thép 15Cr12WNiMoV