Корозионно стойкие и жаростойкие стали

Состав, назначение и термообработка улучшаемых сталей.

Содержат от 0,3 до 0,5 % углерода. Используют после улучшения (закалка + высокий опуск). Структура: сорбит отпуска. Должны иметь высокий предел текучести, малую чувствительность к концентрациям напряжения в условиях циклической нагрузки, высокий предел выносливости, достаточный запас вязкости. Основной признак улучшаемых сталей - прокаливаемость. Чем тяжелее условия эксплуатации детали, тем большая должна быть прокаливаемость, тем сложнее должен быть состав стали. Для валов сечением менее 20 мм: нелегированные стали 35, 40, 45, 50. Введение хрома или марганца повышает прокаливаемость до 25 мм: 40Х, 40Г2, 45Г2. одновременное легирование хромом и марганцем повышает прокаливаемость до 10 мм (40ХГ). Введение бора увеличивает прокаливаемость до 600 мм. Добавка титана способствует получению мелкозернистой структуры (препятствует росту аустенитного зерна) (30ХР, 30ХГТ, 40ХГТР). К этой группе относят и хромансиль (30ХГСА).

Высоконагруженные деталь изготавливают из сталей, легированных никелем или никелем с молибденом. Прокаливаемость 75-100 мм обеспечивается в сталях 40ХН, 30ХН3А, 40ХН2МА. Дальнейшее повышение прокаливаемости достигается введением ванадия (38ХН3МФА).

Под жаростойкостью понимают способность сопротивляться окислению (окалиностойкость). Жаропрочными сталями с сплавами понимают материалы, обладающие повышенными механическими свойствами при повышенных температурах.

Повышение окалиностойкоси достигается введением хрома, алюминия, кремния, к-е способствубъют образованию на тповерхности метала стойкой оксидной пленки при высоких температурах. Содержание 5-8 % хрома делает сталь устойчивой против окалины при температуре до 700⁰, 15-17% хрома повышает этот порог до 900⁰, 25% - до 1100⁰.

Жаропрочные материалы классифицируют на:

- жаропрочные перлитные и мартенситные стали 12ХМ, 15ХМ, 12Х1МФ, 12Х2МФСР, Х5ВФ, 15Х11МФ, 1Х12ВНМФ (ГОСТ 5520-79, 4543-71, 20072-74, 5632-72) - подвергаемые длительному механическому воздействию 200000 ч при температуре не выше 500 - 600 С. Кроме того, к ним принадлежат сильхромы - Х6С, Х9С2, Х6СМ ГОСТ 5632 - 72, которые имеют высокую температуру начала заметного окисления (до 850 С) и используют для изготовления клапанов выпуска двигателей;

- аустенитные стали. Их применяют для изготовления клапанов двигателей, лопаток газовых турбин и других “горячих” деталей реактивных двигателей - 600 - 700 С. Аустенитные стали легируют хромом, определяющим окалиностойкость, и никелем, обеспечивающим устойчивость аустенита. Аустенитные стали разделяют на гомогенные (их чаще используют как жаропрочные и нержавеющие) и дисперсионно твердеющие. Последние проходят ТО - закалка 1050 - 1100 С и дисперсионное твердение - старение при 600 - 750 С. К первой группе принадлежат марки сталей - 09Х14Н16Б, 09Х14Н19В2БР, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, 08Х23Н18, ко второй - 37Х12Н8Г8МФБ, 09Х14Н19В2БР, 4Х14Н14В2БР, ХН35ВТЮ (ГОСТ 5632 72).

- никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы. В случаях особых требований жаропрочности применяют преимущественно гомогенные (нихромы и инконели) и стареющие (нимоники) сплавы. Нимоники представляют собой четверной сплав Ni (ост.)- Cr (20%) - Ti (2 %) - Al (1%). После термообработки (закалки и старения) в сплаве образуются две когерентные фазы, лишь несколько отличающиеся параметрами из - за разного содержания алюминия, g, g’ (до 40%), межатомное взаимодействие которых обеспечивает высокую жаропрочность (Нимоник 90, Нимоник 100 ГОСТ 5632 - 72). Нихромы представляют собой гомогенный сплав никеля и хрома с различными добавками. Гомогенный твердый раствор обладает меньшей прочностью и жаростойкостью (ХН77ТЮ, ХН77ТЮР, ХН70ВМТЮ ГОСТ 5632 - 72).

Дата добавления: 2014-01-20