 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Жаропрочные стали
Перлитные, мартенситные и аустенитные жаропрочные стали используются, при 450-700 С
Перлитные Стали
Перлитные стали предназначены для длительной эксплуатации при 450-580С, используются в котлостроении. Критерием жаропрочности для них является предел ползучести с допустимой деформацией 1% за 1000 или 10000 часов. Жаропрочность перлитных сталей обеспечивается выбором рационального химического состава и полученной в результате термической обработки структуры легированного феррита с равномерно распределенным в нем частицами карбидов. П.С. являются низкоуглеродистыми сталями (от 0,08 до 0,15 % С)и не более 2-3% карбидообразующих элементов (Мо, Сr и V).
Мартенситные стали предназначены для изделей, работающих при 450-600 гр. С, от перлитных они отличаются повышенной стойкостью к окислению в атмосфере пара или топочных газов. По своей жаропрочности эти стали немного превосходят перлитные. Критерий жаропрочности мартенситных сталей – предел ползучести с допустимой деформацией 0,1 % за 1000 ч или 10000ч. Различают 2 группы мартенситных сталей: 1) Стали с содержанием хрома 10-12%, добавками Мо, V, Nb, W и низкими (0,1 -0,15 %) содержанием углерода 2) сильхромы с содержанием хрома 5-10%, добавками кремния в количестве 2-3% и повышенным содержанием углерода (до 0,4%)
Аустенитные стали по жаропрочности превосходят П. и М. стали, используют их при температурах выше 600 гр. С. Основные лигирующие элементы Хром и Никель (иногда Мн или N). Соотношение м/у ними выбирают таким образом, чтобы получить устойчивый аустенит, не склонный к фазовым превращениям. Ферритообразующие элементы мо, Nb, Ti, Al, W и др. вводят в стали для повышения жаропрочности, они образуют карбиды или промежуточные фазы. Аустенитные стали содержат, как правило, ~ 0,1 % С и лишь иногда 0,4 % С. А. жарпр. Стали подр. На 3 группы: 1) однофазовые стали, не упрочняемые термической обработкой (жаропрочность увеличивается с помощью наклепа) 2) стали с карбидным упрочнением (содержат несколько карбидообразующих элементов3) Стали с интерметаллидным упрочнением (для повышения жаропрочности аустенита стали легируют Cr, Mo, W, добавки Алюминий, титан, тантал служат для формирования выделений упрочняющей фазы типа NiAl3. Их упрочняют закалкой и старением)
61.
Жаропрочные никелевые сплавы
Жаропрочные никелевые сплавы содержат, как правило, 10 - 12 % Cr
и такие элементы, как W, Мо, У, Со, Al, Ti, В и др.
Мо, W, Со, Cr уцрочняют матричный твердый раствор на основе никеЛя; А1 и Ti вместе с Ni образуют метастабильную l' -фазу с такой же структурой, как и матричный раствор (ГЦК); углерод в количестве до 0,1 - 0,15 % формирует дисперсные карбиды на границах зерен.
Термическая обработка сплавов заключается в закалке и старении. Детали нагревают до 1150 - 1250 ос дЛЯ получения однородного раствора и охлаждают на воздухе. За время охлаждения внутри твердого раствора происходит перераспределение атомов алюминия и титана, образуютсямалые объемы, обогащенные этими элементами. При старении в этихобъемах возникают частицы l' -фазы, когерентные с матричным твердымраствором. Периоды решеток 'У- и 'У'-фаз отличаются незначительно (всего на '" 0,1 %), поэтому полученная метастабильная структура сохраняется при высоких температурах в течение 20000 - 30000 ч.
Частицы 'У' -фазы имеют размеры 20 - 40 нм, а ее содержание, в зависимости от легирования, доходит до 20 - 50 %. Переход метастабильной'У'-фазы в стабильную фазу Ni3Ti означает утрату когерентности, укрупнение частиц второй фазы и значительную потерю жаропрочности.
. Никелевые жаропрочные сплавы широко применяют благодаря их высокой прочности, коррозионной стойкости И жаропрочности. Помимо основного назначения - изготовления лопаток и других ответственных деталей современных газотурбинных двигателей, эти сплавы применяют для производства штампов и матриц горячего деформирования металлов. Их используют при температурах от 7500С, но не выше 950 -1О000С. В наиболее жаропрочных сплавах, содержащих около 10 % Сг, недостаток жаростойкости исправляется химико-термической обработкой деталей, в частности алитированием и хромоалитированием. Жаропрочные никелевые сплавы с трудом подвергаются горячему деформированию и резанию. Как и аустенитные стали, они имеют низкую теплопроводность и значительное тепловое расширение.
62.
63.
Рессорно-пружинные углеродистые и легированные стали имеют высокий модуль упругости, ограничивающий упругую деформацию, равную 0'0 002/ E~ в связи с этим их применяют, для изготовления жестких
(силовых) упругих элементов. Недорогие и достаточно технологичные
рессорно-пружинные стали широко используют в авто- и тракторостроении, железнодорожном транспорте, станкостроении. Кроме того, они находят применение и для силовых упругих элементов приборов. Часто этиматериалы называют пр ужинными сталями общего назначения.
Для обеспечения работоспособности силовых упругих элементов рессорно-пружинные стали должны иметь высокие пределы упругости, выносливости и релаксационную стойкость. Этим требованиям удовлетворяют стали с повышенным содержанием углерода (0,5 - 0,7 %), которые подвергают закалке и отпуску при 420 - 520 ос.
Закаленная на мартенсит сталь имеет невысокий предел упругости. Он заметно повышается при отпуске, когда образуется структура троостита (рис. 12.2). В этой структуреферрит из-за сильного фазового наклепа имеет высокую плотность малоподвижных дислокаций, которые, кроме того, эффективно блокируются дисперсными карбидными частицами. Поэтому троостит отличаетсястабильной дислокационной структурой.
Кроме высоких упругих свойств отпуск на троостит обеспечивает некоторое повышение пластичности ивязкости разрушения (особенно в
сталях, не склонных к отпускной хрупкости), что важно для снижениячувствительности к концентраторам напряжений 'и увеличения пределавыносливости.
Хорошие результаты дает также изотермическая закалка на структуру нижнего бейнита. Она обеспечивает высокие механические свойствапри малой деформации изделий.
64.
. ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ Высокопрочными называют чугуны с шаровидным графитом, который образуется в литой структуре в процессе кристаллизации. Шаровидный графит, имеющий минимальную поверхность при данном объеме, значительно меньше ослабляет металлическую основу, чем пластинчатый графит, и не является активным концентратором напряжений. Для получения шаровидного графита чугун модифицируют, чаше путем обработки жидкого металла магнием (0,03—0,07 %) или введением 8—10 % магниевых лигатур с никелем или ферросилицием. Под действием магния графит в процессе кристаллизации принимает не пластинчатую, а шаровидную форму. Чугуны с шаровидным графитом (ЧШГ) имеют более высокие механические свойства, не уступающие свойствам литой углеродистой стали, сохраняя при этом хорошие литейные свойства и обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации, высокую износостойкость и т. д. Обычный состав чугуна: 3,2—3,6 % С 3. пРИМЕСИ ГРАФИТА, ХЛОПЕЬВИДНОЙ ФОРМЫ.
Маркируют ВЧ и числа, обозначающие уменьшение в 10 раз временного сопротивления
Примеси; кремний 1,1, Мн 0,3 -0,7 до 0,02 серы и до 0,1 фосфора
65.
Поиск по сайту: