Стали и сплавы аустенитного класса. Стали аустенитного класса
Стали и сплавы аустенитного класса
В качестве жаростойких сталей аустенитного класса главным образом применяют стали на хромоникелевой основе. Эти стали не имеют больших преимуществ по жаростойкости перед высокохромистыми сталями ферритного класса, но выгодно отличаются от них по уровню механических свойств, в том числе жаропрочных, технологичности (способности к глубокой вытяжке, штамповке, свариваемости), они также менее склонны к охрупчиванию после длительных выдержек при высоких температурах.
Недостатком сталей этого класса является их сравнительно высокая стоимость, использование в больших количествах дефицитного никеля, низкие теплопроводность и сопротивление газовой коррозии в средах, содержащих серу.
Универсальные аустенитные стали типа 18-8, в том числе 08X18Н9Т, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, используют в качестве жаростойкого материала для выхлопных систем, труб, листовых и сортовых деталей при температурах 600-800 °С и невысоких нагрузках.
Повышение жаростойкости аустенитных сталей достигается увеличением содержания в стали хрома, никеля, а также дополнительным легированием кремнием.
Увеличение содержания таких ферритообразующих элементов как хром и кремний вынуждает для сохранения аустенитной структуры значительно увеличивать содержание никеля. если рабочая температура составляет менее 1000 ºС, применяют сталь 10Х23Н18, менее 1100 ºС20Х25Н20С2.
В качестве жаростойких материалов для работы в науглероживающих средах до 1100 °С (например, печные контейнеры и арматура) используют стали с повышенным содержанием углерода (сталь 36Х18Н25С2). Иногда для стабилизации аустенитной структуры и в дополнение и частично для замены никеля вводят марганец (6-10 %) и азот (0,3-0,4 %), например, в стали 12Х25Н16Г7АР, 55Х20Г9АН4. Термическая обработка аустенитных жаростойких сталей заключается обычно в закалке от температур 1000-1050 °С.
В качестве жаростойких сплавов повышенной жаропрочности, более надежных и почти не склонных к охрупчиванию, обладающих высокими технологическими свойствами, в авиационной промышленности (камеры сгорания, жаровые трубы) используют железоникелевые сплавы с добавками молибдена (до 3,3 %), вольфрама (до 3,5 %), титана (до 1,2 %), например, сплав ХН38ВТ (0,1 % С; 21 % Сr; 38 % Ni; 3,0 % W; 1 % Ti) и сплав ХН28ВМАБ (0,1 %С; 21 % Сr; 28 % Ni; 5 % W; 3 % Mo; 1 % Nb; 0,15 % N).
Для ответственных деталей (камер сгорания, жаровых труб и др.) в газотурбостроении используют сплав ХН60ВТ (ЭИ868), который содержит 25% Сrи 15%W, введение последнего значительно повысило жаропрочность-твердого раствора без заметного уменьшения пластичности и технологичности сплава.
Жаростойкие сплавы на никельхромовой основе (нихромы) получили значительное распространение в качестве материалов для работы при 800-1100°С, а при кратковременной работе до 1200 °С. Эти сплавы применяют для изготовления деталей газовых турбин, не испытывающих больших рабочих нагрузок и работающих при высоких температурах (камеры сгорания, жаровые трубы, нагревательные элементы электрических печей и других деталей).
studfiles.net
Хромоникелевая сталь - аустенитный класс
Хромоникелевая сталь - аустенитный класс
Cтраница 3
Для сварки указанных сталей из соображений о физико-химических свойствах сварных швов, их технологической прочности и работоспособности широко применяют присадочные материалы из хромоникелевых сталей аустенитного класса. [31]
Применяемые в настоящее время промышленностью нержавеющие, кислотостойкие и жароупорные стали в зависимости от структуры принято разделять на следующие основные группы: хромистые стали мартенситного, ферритного класса, хромоникелевые стали аустенитного класса и сплавы. Для удобства выбора технологического режима резки и необходимой термической обработки до и после резки практически наиболее удобно классифицировать стали и сплавы по склонности их к межкристаллитной коррозии, а также к образованию трещин после резки. На основании обобщения производственного опыта ряда заводов и данных, полученных при лабораторных исследованиях, все высоколегированные хромистые и хромоникелевые марки стали могут быть разделены на четыре группы по их способности подвергаться кислородно-флюсовой резке. [32]
Стали феррито-мартенситного класса благодаря высокому сопротивлению истиранию применяют для деталей подшипников - колец, роликов, шариков. Хромоникелевые стали аустенитного класса обладают наиболее высокой коррозионной стойкостью среди нержавеющих сталей и отличаются хорошими технологическими свойствами - хорошо обрабатываются давлением и обладают хорошей свариваемостью. В закаленном состоянии эти стали обладают низким отношением предела текучести к пределу прочности ( ав 600 МН / м2, ат-250 МН / м2), однако прочностные характеристики этих сталей могут быть сильно повышены в результате наклепа. Так, при пластической деформации в холодном состоянии на 40 % предел прочности стали Х18Н10Т повышается в 2 раза ( ав 1200 МН / м2), а предел текучести в 4 раза ( ат 1000 МН / м2) при этом сохраняется достаточно высокая пластичность, позволяющая производить различные операции, связанные с деформацией стали. [33]
В зависимости от применения аргона или гелия меняется и поверхностное натяжение на границе металл-газовая фаза. Так, для хромоникелевых сталей аустенитного класса поверхностное натяжение жидкого металла при сварке в гелии заметно меньше, чем в аргоне. Это сказывается и на формировании поверхности швов. [35]
Она примерно равна или несколько выше прочности хромоникелевых сталей аустенитного класса. [37]
Для многих углеродистых и легированных сталей ударная вязкость при низких температурах ( обычно ниже - - 40 С) резко понижается, что исключает применение этих материалов в таких условиях. Ударная вязкость для большинства цветных металлов и сплавов ( медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы, никель и его сплавы), а также хромоникелевых сталей аустенитного класса при низких температурах, как правило, уменьшается незначительно и пластические свойства этих материалов сохраняются на достаточно высоком уровне, что и позволяет применять их при рабочих температурах порядка до - 254 С. [38]
Стали феррито-мартенситного класса благодаря высокому сопротивлению истиранию применяют для деталей подшипников - колец, роликов, шариков. Хромоникелевые стали аустенитного класса обладают наиболее высокой коррозионной стойкостью среди нержавеющих сталей и отличаются хорошими технологическими свойствами - хорошо обрабатываются давлением и обладают хорошей свариваемостью. В закаленном состоянии эти стали обладают низким отношением предела текучести к пределу прочности ( ав 600 МН / м2, ат 250 МН / м2), однако прочностные характеристики этих сталей могут быть сильно повышены в результате наклепа. Так, при пластической деформации в холодном состоянии на 40 % предел прочности стали Х18Н10Т повышается в 2 раза ( ов 1200 МН / м2), а предел текучести в 4 раза ( ат 1000 МН / м2) при этом сохраняется достаточно высокая пластичность, позволяющая производить различные операции, связанные с деформацией стали. [39]
Литые стали, содержащие 0 4 % или более углерода и один пли несколько из следующих элементов: Сг, Al, Ni, V, Mn, W, Мо или Ti, можно сваривать ацетилено-кислородным пламенем по технологии, которая в общем аналогична применяемой при сварке чугуна, но без флюса. Однако необходимость значительного предварительного подогрева при сварке тяжелых деталей делает этот способ малоприемлемым; в этом случае более экономична электродуговая сварка. Хромоникелевые стали аустенитного класса при 450 - 650 С склонны к выделению карбидов хрома на границах зерен; поэтому тяжелые детали из таких сталей при газовой сварке теряют свою коррозионную стойкость. [40]
Нержавеющие стали в морской воде при достаточно сильной аэрации обладают высокой стойкостью к общей коррозии, однако склонны к сильной местной коррозии, особенно в застойных зонах, ограничивающих аэрацию. Различные марки нержавеющих сталей довольно сильно различаются по скорости развития местной коррозии. Наиболее устойчивы хромоникелевые стали аустенитного класса, дополнительно легированные молибденом, а наиболее подвержены местной коррозии простые хромистые стали. В спокойной морской воде нержавеющие стали, не легированные молибденом, не имеют преимуществ перед углеродистыми сталями по склонности к местной коррозии. Однако в быстродвижущей-ся морской воде местная коррозия углеродистой стали будет возрастать: а коррозия нержавеющей стали - значительно снижаться. Так, максимальная скорость образования питтинга на стали марки 1X18Н9 в спокойной морской воде была около 1 85 мм / год, в то время как при скорости движения морской воды 1 2 - 1 5 м / с развитие местной коррозии снижалось до 0 09 - 0 1 мм / год. [41]
При динамическом приложении нагрузки кроме указанных выше характеристик необходимо учитывать также и величину ударной вязкости. Для многих углеродистых и легированных сталей ударная вязкость при низких температурах ( обычно ниже - 40 С) резко понижается, что исключает применение этих материалов в таких условиях. Ударная вязкость для большинства цветных металлов и сплавов ( меди и ее сплавов, алюминия и его сплавов, никеля и его сплавов), а также хромоникелевых сталей аустенитного класса при низких температурах, как правило, уменьшается незначительно, и пластические свойства этих материалов сохраняются на достаточно высоком уровне, что и позволяет применять их при рабочих температурах до - 254 С. [42]
При динамическом приложении нагрузки кроме указанных выше характеристик необходимо учитывать также и величину ударной вязкости ан. Для многих углеродистых и легированных сталей ударная вязкость при низких температурах ( обычно ниже - 10 С) резко понижается, что исключает применение этих материалов в таких условиях. Ударная вязкость для большинства цветных металлов и сплавов ( медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы, никель и его сплавы), а также хромоникелевых сталей аустенитного класса при низких температурах, как правило, уменьшается незначительно и пластические свойства этих материалов сохраняются на достаточно высоком уровне, что и позволяет применять их при рабочих температурах порядка до - 254 С. [43]
К структуре зоны термического влияния, а следовательно и к термическим циклам нагрева и охлаждения при сварке, предъявляются различные требования, которые зависят и от материала и от условий эксплуатации изделия. В результате несоблюдения необходимых режимов структура шва и зоны влияния может значительно ухудшиться, что приведет к снижению качества сварных соединений. Так, в малоуглеродистой стали существенного изменения свойств у зоны термического влияния обычно не происходит. Низколегированные и углеродистые конструкционные стали в результате слишком быстрого охлаждения и подкалки иногда значительно снижают пластичность. В закаленных сталях ( перлитного и мартенситного класса) при излишне замедленном охлаждении может произойти отпуск зоны термического влияния. Длительный нагрев высоколегированных хромистых сталей ферритного класса приводит к укрупнению их зерна, снижению пластических свойств и коррозионной стойкости. Хромоникелевые стали аустенитного класса нельзя длительное время перегревать выше температуры распада аустенита, так как при этом нарушается однородность аустенитной структуры к теряется коррозионная стойкость. [44]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
3. Стали аустенитного класса
В качестве коррозиоииостойких аустенитных сталей наибольшее распространение имеют хромоникелевые стали типа 18-9 с добавками титана, ниобия, молибдена. Развитие энергетической техники и непрерывное повышение рабочих параметров машин потребовало создания большого количества аустенитных жаропрочных сталей с разнообразным и сложным химическим составом [3], используемых для работы при высоких температурах.
Распространенной нержавеющей и жаропрочной сталью, обладающей хорошей стойкостью в коррозионноактивных средах, является сталь Х18Н9Т. Представления об уровне механических свойств этой стали при нормальных температурах дают следующие показатели, полученные при испытании поковок типа дисков после аустенизации и отпуска (на тангенциальных образцах): = 3034 кГ/мм2, 𝜎в = 5360 кГ/мм2, δ = 4750%, = 6570%, ан = 1620 кГм/см2. Поковки из стали такого же типа,но без титана (сталь Х18Н9) имеют, как правило, более низкий предел текучести = 2428 кГ1мм2 при значениях δ и около 50—60%.
Коррозионная стойкость стали во многом зависит от состава и состояния структуры, определяемой режимом термической обработки. Чем меньше содержание углерода в стали, тем выше ее коррозионная стойкость. Эффективное действие оказывает и содержание титана в стали, стойкость которой в отношении межкристаллитной коррозии зависит от количественного соотношения между титаном и углеродом. Именно поэтому минимально допустимое содержание титана связывается в технических условиях с содержанием углерода. Указанное в табл. 1 соотношение углерода и титана не соответствует ГОСТу 5632—51, так как опыт производства ответственных поковок из стали Х18Н9Т показал, что регламентированное ГОСТом минимальное содержание титана, равное (С% - 0,03) 5, недостаточно для эффективной коррозионной стойкости крупных поковок (например, компрессорных дисков), подвергаемых термической обработке в виде аустенизации и последующего отпуска. Коломбье и Гохман рекомендуют доводить отношение Ti к С даже до 6 [4].
Однако в ряде химически активных сред сталь Х18Н9Т не обеспечивает необходимой коррозионной стойкости. В этих случаях иногда применяется хромоникельмолибденовая сталь типа 16-13-3 с присадкой титана или сталь Х18Н12М2Т, которые обнаруживают меньшую склонность к межкристаллитной коррозии. По механическим свойствам сталь Х18Н12М2Т близка к стали Х18Н9Т.
Сталь Х18Н22В2Т2 относится к группе дисиерсионно- твердеющих сталей и отличается высокими механическими свойствами. После аустенизации и старения механические свойства крупных поковок из этой стали (исходные слитки весом до 11 т) находятся на следующем уровне: 0О 2 = 40-455 кГ/ммг, ав = = 80—-90 кГ/мм2, б = 25-7-35%, ^ = 35 -50%, ан = 10 4- —-15 кГ-м!см2.
Сталь ЭИ405 способна к медленному и длительному старению и применительно к дискам характеризуется следующими показателями механических свойств: = 3438 кГ/мм2, 𝜎в = 5860 кГ/мм2, δ= 4050%, ψ= 4565%, ан = 1012 кГм/см2. Эта сталь хорошо сопротивляется коррозии и окалинообразованию при температуре до 750° С, но склонна к охрупчиванию вследствие выделения а-фазы, что ограничивает ее применение в деталях, рассчитанных на длительные сроки службы, при температуре до 600° С [1 ].
Сталь ЭИ395, так же как и сталь ЭИ405, способна к длительному старению и упрочняется при помощи дисперсионного твердения. Механические свойства стали при 20° С отличаются высокими показателями прочности: - до 50 кГ/мм2, в- до 88 кГ/мм2 при δ = 23% и ψ = 37%. Механические свойства при повышенных температурах также высоки, например при 650° предел текучести = 30-32 кГ/мм2. Характерная для этой стали стабильность свойств при длительных выдержках позволяет уверенно использовать ее в деталях, работающих при температуре до 650°С [1]. Однако она весьма нетехнологична в ковке. Производство крупных поковок из этой стали представляет большие трудности.
Более экономичной сталью аустенитного класса является сталь ЭИ572, которая по жаропрочным характеристикам превосходит многие другие стали аналогичной степени легированности. Эта сталь также упрочняется при помощи дисперсионного твердения, достигаемого аустенизацией с последующим старением. Механические свойства ее характеризуются следующими типичными результатами испытаний производственных дисков: = 3540 кГ/мм2, 𝜎в = 6575 кГ/мм2, δ и ψ = 20-30%, ан = 58 кГм/см2.
При 600°С средние значения предела текучести стали ЭИ572 соответствуют 20—26 кГ/мм2, а при 650°С – 16- 20 кГ/мм2. Относительное удлинение δ, сужение поперечного сечения ψ и особенно ударная вязкость ан резко снижаются при выдержке стали в условиях температур 650—700° С, что обусловлено ее структурной неустойчивостью: сталь склонна к охрупчиванию в результате образования σ-фазы.
Сталь ЭИ572 обладает высокой длительной пластичностью при температуре до 600—650°С и с учетом свойств жаропрочности применяется обычно для деталей, рассчитанных на длительные сроки службы при этих температурах. Для более высоких температур эта сталь непригодна вследствие охрупчивания.
К числу аустенитных сталей с относительно высокой жаропрочностью относится хромоникельвольфрамониобиевая сталь с добавкой бора ЭИ726, разработанная ЦНИИчермет. Эта сталь имеет хорошие пластические свойства при длительном разрыве и высокую стабильность структуры и свойств при длительном нагреве, но сравнительно низкий предел текучести при нормальной и повышенной температурах.
В дисковых поковках крупных размеров, откованных из слитков весом 4 т, уровень предела текучести в тангенциальном направлении при 20°С соответствует 24-28 кГ/мм2, предел прочности 𝜎в = 5057 кГ/мм2.
Высокожаропрочной сталью, превосходящей по уровню свойств многие аустенитные стали других марок, является хромо- никельвольфрамотитановая сталь ЭИ612, разработанная ЦКТИ. Эта сталь обладает высокими механическими свойствами при 20°С: = 4055 кГ/мм2, σв = 7590 кГ/мм2, δ = 2028%, ψ= 2545%, ан = 610 кГм/см2. Предел текучести при 600-700°С составляет не менее 40 кГ/мм2.
Достоинствами данной стали являются длительная пластичность, обеспечивающая ее нечувствительность к концентрации напряжений, и отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии. Сталь ЭИ612 в условиях длительного срока службы рекомендуется для дисков, работающих при температуре до 650.
Усовершенствованным вариантом стали ЭИ612 является сталь ЭИ612К, которая по химическому составу отличается дополнительным легированием 3-4% кобальта и бора. Механические свойства этой стали характеризуются высокими значениями прочностных показателей при удовлетворительной пластичности: = 5060 кГ/мм2, 𝜎в = 9095 кГ/мм2, δ = 2527%, ψ = 3035%, ан = 79 кГм/см2.
Сталь ЭИ612К имеет высокую пластичность в условиях длительного разрыва при 700°С и выдерживает длительные сроки службы при рабочей температуре до 650700° С. Однако процесс изготовления крупных поковок из этой стали является сложным.
studfiles.net
Сталь - аустенитный класс - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Сталь - аустенитный класс
Cтраница 1
Сталь аустенитного класса Х18Н9Т используется для корпусов арматуры, работающей на агрессивных и криогенных жидкостях, а также на газообразном кислороде, азоте и водороде. [2]
Сталь аустенитного класса должна ыть исследована на чз стви-тельность к межкристаллитной коррозии. [3]
Стали аустенитного класса на марганцовистой основе склонны к образованию трещин при нагревании и давлении, отличаются плохой свариваемостью, при медленном охлаждении и отпуске при 300 - 400 С структура стали переходит в мартенсит. Однако эта сталь отличается высокой износостойкостью. Твердость металла на поверхностях трения в местах изнашивания повышается в процессе работы звеньев и поддерживается в пределах от zoo до 500 НВ при высокой пластичности, что близко к твердости закаленной стали 45, пластичность которой значительно ниже. Такое свойство аустенитной стали способствует повышению износостойкости в абразивной среде при ударных нагрузках. [4]
Стали аустенитного класса после закалки имеют аустенитную структуру. Некоторые стали аустенитного класса сохраняют аустенитную структуру после нормализации. [6]
Стали аустенитного класса - высоколегированные стали: они применяются обычно как стали с особыми физическими и химическими свойствами. После закалки они имеют аустенитную структуру, а после отжига - аустенйтно-мартенситную или аустенитно-ферритную. Стали аустенитного класса содержат большое количество лег ирующих элементов, расширяющих Y-область на диаграммах с железом, например марганца или никеля, делающих их аустенит очень устойчивым. Высокоуглеродистые стали данного класса не поддаются обработке обычным режущим инструментом из-за способности легкого наклепа под режущей кромкой инструмента и превращения при наклепе аустенита в мартенсит. [7]
Стали аустенитного класса ( Еп54), сплавы типа нихромов 80 - 20 ( нимоник 75) и нихром, применяемые для наплавки клапанных фасок, сохраняют требуемую твердость при нагреве до 700 - 750 С. [8]
Стали аустенитного класса обладают сочетанием свойств, необходимых для конструкционного материала: они хорошо гнутся и профилируются в холоднокатаном состоянии и хорошо свариваются точечной и роликовой электросварками. Все стали обладают склонностью к межкристаллитной коррозии, и поэтому при соединении элементов конструкций рекомендуется применять только точечную или роликовую электросварку. В случае применения других видов сварки необходима термическая обработка. [9]
Сталь аустенитного класса должна быть исследована на чувствительность к межкристаллитной коррозии. [10]
Стали аустенитного класса могут работать при более высокой температуре, чем стали перлитного класса. Однако при быстрых изменениях температуры они растрескиваются, что снижает надежность их работы. [12]
Стали аустенитного класса обладают большей стабильностью структуры при температурах от 500 С и выше. Однако эти стали по сравнению со сталями перлитного класса значительно дороже, имеют пониженную пластичность при комнатных температурах, повышенную вязкость и высокий коэффициент линейного расширения, вызывающий при нагреве внутренние напряжения. [13]
Стали аустенитного класса могут работать при более высокой температуре, чем стали перлитного класса. Однако при быстрых изменениях температуры они растрескиваются, что снижает надежность их работы. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Высоколегированная сталь - аустенитный класс
Высоколегированная сталь - аустенитный класс
Cтраница 2
Данные Видаля, Раймондена и др., относящиеся к высоколегированной стали аустенитного класса и специальным жаропрочным сплавам на хромоникелевой и хромоникелекобальто-железной основах, также показали, что даже при 700 - 800 значения коэффициента ( я не выходят за пределы 0 34 - 0 35 ( фиг. Раймонден указывает вместе с тем, что в условиях повторяющихся нагреваний и охлаждений температурные кривые коэффициента ц лежат выше, чем при простом нагревании. Для температурных кривых, снятых при охлаждении, им были найдены более низкие значения ц, чем при нагревании, причем это явление усиливалось с повышением температуры. [16]
Сварка в атмосфере защитных газов широко применяется для трубопроводов из высоколегированных сталей аустенитного класса. [17]
Просвет между внутренними стыками Ь для труб из углеродистой стали марки 10 и высоколегированных сталей аустенитного класса должен быть равен 2s; для труб из стали марки 20, низколегированных сталей всех марок и высоколегированных сталей мартенсигно-ферритного класса, а также для разнородных сварных стыков. [19]
Однако в условиях сварки высоколегированных сталей аустенитного класса азот повышает устойчивость аустенита и выступает как легирующая добавка, способная заменить некоторое количество никеля. [21]
Более всего флокены характерны для легированных сталей, содержащих хром. Флокены не наблюдаются в высоколегированных сталях аустенитного класса. [22]
Металл удовлетворительно сваривается аргоно-дуговой, точечной, роликовой и стыковой сваркой. Обрабатываемость резанием сравнима с обрабатываемостью высоколегированных сталей аустенитного класса. [23]
Толщина азотированного слоя из-за хрупкости не бывает больше 0 8 мм. Для нержавеющей высокохромистой стали и высоколегированных сталей аустенитного класса глубина азотирования редко превышает 0 2 мм. [24]
Азот существенно влияет на свойства металла шва ( рис. 9.3), увеличивая его прочность, но уменьшая пластичность и ударную вязкость. Способность азота повышать прочность и влиять на повышение устойчивости аусте-нита используется иногда в высоколегированных сталях аустенитного класса, где его применяют в качестве легирующей добавки. [26]
Раскрой труб на заготовки производят механической резкой. Кроме того, для раскроя труб из углеродистой и легированной стали перлитного класса может быть применена газовая резка, для раскроя труб из высоколегированной стали аустенитного класса - кислородно-флюсовая и кислородно-песочная резка. Концы заготовок, полученных тепловой резкой труб из сталей, склонных к подкалке, протачивают для удаления подкаленной зоны на длине, устанавливаемой технологической инструкцией. Если при раскрое материалов и полуфабрикатов отрезается заготовка, содержащая маркировку поставщика, то на оставшейся части полуфабриката маркировку восстанавливают. [27]
Чем ниже температура рекристаллизации, тем при более низких температурах начинается ползучесть. У цветных металлов и сплавов, имеющих низкие температуры рекристаллизации ( табл. 47), ползучесть происходит даже при комнатной температуре. Высоколегированные стали аустенитного класса и специальные сплавы на никелевой и кобальтовой основах характеризуются высокими температурами рекристаллизации и, соответственно, высоким сопротивлением ползучести. [28]
Возможность применения того или иного варианта определяется пластичностью металла, условиями рекристаллизации и требуемой величиной зерна в поковке. Высоколегированная сталь большинства марок перлитного и фер-ритного классов обладает высокой пластичностью. Наоборот, высоколегированная сталь аустенитного класса, ледебуритной группы с карбидами и др. обладает пониженной пластичностью. Поэтому ковку слитков из быстрорежущей и жаропрочной стали производят с весьма ограниченной степенью деформации за первый переход. [29]
Условные обозначения марок легированных сталей приняты по буквенно-цифровой системе, в основу которой положен марочный химический состав. Двузначное число, стоящее в начале марки стали, обычно обозначает среднее содержание углерода в сотых долях процента. В марках высоколегированных сталей аустенитного класса это число обозначает предельное допускаемое содержание углерода также в сотых долях процента. [30]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Сталь - аустенитный класс - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Сталь - аустенитный класс
Cтраница 3
Стали аустенитного класса обычно используют для работы при температурах 600 - 750 С. Наряду с жаропрочностью, они обладают достаточной жаростойкостью и хорошими технологическими свойствами - деформируемостью и свариваемостью. [31]
Сталь аустенитного класса должна быть исследована на чувствительность к межкристаллитной коррозии. [32]
Стали аустенитного класса на железохромоникелевой основе, легированные дополнительно молибденом, ниобием и другими элементами. [33]
Стали аустенитного класса хорошо свариваются дуговой и газовой сваркой. [34]
Сталь аустенитного класса содержит наибольшее количество легирующих элементов. Стали этого класса в зависимости от природы легирующих элементов и их количества, а также от характера термической обработки могут обладать самыми различными высокоценными свойствами: большой пластичностью, вязкостью, значительной прочностью, высоким сопротивлением истиранию и коррозии, малым коэффициентом теплового расширения, нематнитно-стью и другими специальными свойствами. Стали этого класса весьма трудно поддаются обработке. [35]
Стали аустенитного класса используются только при температуре пара 600 С и выше, причем применение их максимально ограничено. [36]
Стали аустенитного класса марок Х17Н13М2Т и Х17Н13МЗТ ввиду присутствия в них необходимого количества титана, предотвращающего появление склонности к межкристаллитной коррозии, с успехом применяются для изготовления сварной аппаратуры без дополнительной термической обработки сварных конструкций. По технологическим свойствам хромоникельмолибдено-вые стали близки к хромоникелевым: они хорошо свариваются, протягиваются и штампуются. [38]
Для стали аустенитного класса должны быть, кроме того, представлены данные по стойкости против межкристаллитной коррозии. [39]
Для стали аустенитного класса должны быть, кроме того, представлены данные о стойкости против межкристаллитной коррозии. [40]
Для стали аустенитного класса должны быть, кроме того, представлены данные о стойкости против межкристаллитной коррозии. [41]
Недостатком стали аустенитного класса являются большой коэффициент удлинения, малая теплопроводность и малая твердость. Но, несмотря на эти недостатки, указанные выше преимущества настолько существенны, что для клапанов авиадвигателей применяется сталь почти исключительно аустенитного класса, а для автотракторных двигателей применяются различные силь-хромовые стали. [42]
Для стали аустенитного класса должны быть, кроме того, представлены данные по стойкости против межкристаллитнов коррозии. [43]
Для стали аустенитного класса должны быть, кроме того, представлены данные по стойкости против межкристаллитной коррозии. [44]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Жаростойкие стали аустенитного класса. — МегаЛекции
Основные стали: 08Х18Н10Т (700º С), 08Х22Н20С2 (1100º С), 08Х28Н20 (1100-1150º С). Если требуется достичь температур 1100-1200º С, то используют нихромы (Ni-Cr): ХН80, ХН78Т.
Жаропрочность сталей и сплавов.
Под жаропрочностью понимают способность металла сопротивляться нагрузкам при повышенных температурах. Жаропрочность оценивается двумя показателями:
1. Предел длительной прочности, т.е. способность металла без разрушения выдерживать нагрузки при заданной температуре.
такая запись показывает, что данный сплав гарантированно без разрушения в течение 100 часов при температуре 700º С выдерживает нагрузку 50 мПа.
2. Предел ползучести.
Предел ползучести показывает, что данный металл или сплав при температуре 750º С под нагрузкой 100 мПа в течение 1000 часов изменит свои размеры не более, чем 0,1%. Основной механизм пластической деформации при высоких температурах – это диффузионная пластичность, т.е. последовательное перемещение атомов кристаллической решетки в направлении прикладываемой нагрузки. Наиболее энергично диффузия развивается при наличии дефектов кристаллической решетки (точечных, линейных и поверхностных). Наибольший вклад в этот процесс вносят поверхностные дефекты, особенно границы зерен. При повышении температуры силы связи между атомами ослабевают, поэтому наблюдается проскальзывание отдельных зерен друг относительно друга, т.к. именно на границах зерен наблюдается большое количество разорванных связей. То есть прочность границ при высоких температурах меньше, чем самих зерен. Поэтому в жаропрочных материалах всегда добиваются разнозернистой структуры или даже монокристаллической. Затруднить процесс ползучести можно так же блокируя перемещения дислокаций. Для этого необходимо вводить в сплав специальные легирующие элементы, которые образуют на плоскостях скольжения карбидные и интерметаллидные фазы. Дислокации, натыкаясь на эти фазы, тормозятся. Чем мельче эти фазы и чем их больше, тем интенсивнее процесс торможения и тем выше сопротивление ползучести. Наиболее сильно проявляется ползучесть при увеличении температуры выше температуры рекристаллизации металла – основы сплава. Для повышения температуры начала рекристаллизации вводят легирующие элементы, которые повышают порог рекристаллизации.
1. Для получения жаропрочного металла необходимо выбирать в качестве металла – основы сплава такие, у которых силы связи между атомами максимальны, т.е. металлы, обладающие наиболее высокой температурой плавления (Mg-651º С, Al-660º С, Ni-1442º С, Fe-1533º С, Ti-1668º С, Co-1830º С, Mo-2100º С, W-3430º С). При выборе металла – основы для жаропрочных сплавов необходимо учитывать наличие в данном металле полиморфных превращений. Т.к. смена кристаллической решетки при полиморфном превращении приводит к разупрочнению металла и к потере всех механических свойств. Полиморфное превращение затрудняет создание высокожаропрочных сплавов на базе Fe или Ti.
2. Легирующие элементы. Для создания жаропрочных сплавов необходимо вводить легирующие элементы, которые увеличивают силы связи в кристаллической решетке. А во-вторых, образуют в сплаве интерметаллиды и карбиды, препятствующие перемещению дислокаций. Одновременно с введением легирующих элементов необходимо обеспечивать чистоту сплава от вредных примесей. Вредными считаются легкоплавкие примеси, а так же любые другие элементы, вызывающие хрупкость.
3. Структура. Чтобы получить необходимую рабочую структуру для жаропрочных материалов, разработаны соответствующие режимы термообработки. Для получения крупнозернистой структуры, применяют высокотемпературный нагрев и длительную выдержку. При этом в раствор переходит большая часть легирующих элементов. Охлаждение проводится очень быстро (на воздухе или в воде) для фиксации пересыщенного твердого раствора. После закалки делается высокотемпературное старение.
Классификация жаропрочных сплавов.
Основные требования:
1. Максимально высокий предел длительной прочности.
2. Минимальная ползучесть в рабочем интервале температур.
3. Высокое сопротивление усталости, нечувствительность к концентраторам напряжений.
4. Максимально возможное сопротивление газовой коррозии.
5. Удовлетворительные технологические свойства (обрабатываемость давлением, литейные свойства, свариваемость).
1). 150-250º С – сплавы на основе Mg.
2). 250-350º С – сплавы на основе Al.
3). 350-450º С – сплавы на основе Ti.
4). 450-600º С – теплоустойчивые стали.
а) до 500º С – котельные стали (15К, 18К, 20К).
б) до 550º С – 12ХМ, 12Х1МФ, 25Х1МФ.
в) до 600º С – 15Х5, 15Х5ВФ, 14Х12В2Ф.
Основное требование для теплоустойчивых сталей – длительная безаварийная работа (100000 – 300000 часов).
Термообработка: закалка + высокий отпуск (tотп > tраб).
5). 600-700º С – аустенитные стали на основе γ-Fe.
а) 10Х18Н14Т – гомогенные стали (не упрочняемые термообработкой). Применяется закалка (для получения однородной аустенитной структуры). Иначе такая термообработка называется аустенизацией.
б) 40ХН14В2М – тяжело нагруженные детали. Применяется закалка + отпуск. В процессе отпуска выделяются карбиды по границам зерен, что позволяет упрочнять сплавы.
в) 10Х11Н20Т3Р – карбидно – интерметаллидное упрочнение. Применяется закалка + старение. Закалка позволяет получить насыщенный твердый раствор. Старение позволяет получить выделение карбидов и интерметаллидов.
6). 700-800º С – сплавы на обнове Fe-Ni. ХН32Т, ХН35ВТЮ.
7). 800-900º С – сплавы на основе Ni. ХН77ТЮР, ХН72МБТЮ.
Термообработка: высокотемпературная закалка 1130-1170º С + старение 700-750º С. После выделения карбидной фазы проводят несколько низкотемпературных старений 500-550º С.
8). до 1000º С – литейные сплавы. ЖС3, ЖС6, ВЖЛ14, ВЖЛ32.
Цветные сплавы.
Al и его сплавы.
Сплавы делят на две группы. Алюминиевые сплавы принято классифицировать по технологическому признаку, базируясь на диаграмме состояния. Алюминий со всеми легирующими элементами образует диаграммы состояния с эвтектикой. Если в сплаве образуется эвтектика, то она располагается по границам зерен, препятствуя пластической деформации. Чем больше эвтектики, тем выше литейные свойства. Все сплавы, содержащие в составе эвтектику, называют литейными сплавами. Сплавы, в которых эвтектика не образуется, хорошо поддаются пластической деформации, поэтому называются деформируемыми сплавами. По отношению к термообработке все алюминиевые сплавы принято разделять на упрочняемые и не упрочняемые. Упрочнять алюминиевые сплавы можно только за счет закалки без полиморфного превращения, т.е. за счет ограниченной растворимости легирующих элементов в твердом растворе. Поэтому все сплавы, лежащие левее линии сольвус, считаются не упрочняемыми термообработкой, т.к. при нагреве и охлаждении никаких фазовых превращений не происходит. Сплавы, лежащие правее линии сольвус, имеют ограниченную растворимость легирующих элементов. В процессе нагрева вторичные фазы растворяются, а при охлаждении снова выделяются. Используя это фазовое превращение, можно упрочнять такие сплавы за счет закалки и старения, поэтому такие сплавы называют упрочняемыми. Упрочнять термообработкой можно как деформируемые, так и литейные стали. В некоторых сплавах количество легирующих элементов невелико, поэтому эффект упрочнения от выделения вторичных фаз так же невелик. Такие сплавы так же считаются не упрочняемыми термообработкой (АМц, АМг).
megalektsii.ru
