К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 113
Текст из файла (страница 113)
13%. Механические свойства и химический а оашв легированных сталей приведены в т. П-2 энциклопедии "Машиностроение". Жаров(ючвме стали н сплавы Жаропрочные стали и сплавы способны работать при высокой нагрузке и температуре валле 773 К. Повышение температуры уменьпшет модуль упругости, пределы текучести и прочности, На4ружение дешпей в течение длительного времени при повышенной температуре вызывает ползучесть.
В зависимости от значений рабочих напряжений, температуры и длительности эксплуатации применяют стали перлитного, мартенситного и аустенитного классов. Наиболее дешевыми, оцениваемыми по содерввнию легируюших элементов яюшютая перлитные стали. Они характеризуются пластичностью, хорошими свариваемостью и обрабатывземостью. К этим сталям относится 12ХМ, 12Х1МФ, 25Х1МФ (ГОСТ 20072-74).
Мартенаитные жаропрочные стали (ГОСТ 5632-72) после термической обработки, закаяки и высокого отпуска применяют дпя тех хе температур, что и перлитные. К этим сталям относятая 15Х11МФ, 18Х11МНФБ, 20Х12ВНМФ. Из жар о про чянх ау стен итных сталей наиболее широко использую тая спин 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Н!2Б и др. Нюшысшая жаропрочность доспцаегся закалкой, начиная с 1050 до 1493 К, в волу.
Эти стали лрименяютая дпя длительной эксплуатации прн темпершуре не выше 923 К. При более высоких температурах до 973 К используются аустенитные стали (ГОСТ 5632- 72) а карбидным упрочнением (например 45Х14Н14В2М) и а гппермешппидным упрочнением (например 10Х11Н20ТЗР), реботающие до температуры 1023 К. При эксплуатационной температуре выше 1000К основными лшролрочными материалами явпяклая никелевые сплавы ХН78Т, ХН56ВМПО (ГОСТ 5632-72). Механические а войатва и химический состав жаропрочиых сталей и сплавов приведены в т. П-2 энциклопедии "Мюпиностроение". Коррозиоиио-стойвие стали. Совместное легирование сталей хромом и никелем прн определенном соотношении между ними обеспечивает структуру ауогенита, устойчивую при 293 - 298 К.
Ауатенитные стали по ком- Глава 3.2 ВАКУУМНЫЕ И ГАЗОВЫЕ СИСТЕМЫ плексу механических характеристик и физических свойств предстаюшют уникальную группу материалов. Они имеют высокое сопротивление общей коррозии при взаимодействии с большинством промышленных ырессивных сред.
Эти стали хорошо поддаются прокатке в горячем и холодном состояниях, в холодном состоянии выдерживают глубокую вытяжку и профилирование, хорошо сваривахпся с образованием вакуумно-плотного соединения. Термическая обработка коррозионно-отойклх сталей аустенитного класса сравнительно проста и заключается в закалке, отхапе и отпуске.
Аустеннтные коррозионно-стойкие стали в закаленном состоянии имеют низкие пределы текучести и прочности и очень высокую пластичнооп. Так, для силей 04Х18Н10, 08Х18Н!ОТ, 12Х18Н10Т и 17Х18Н9 временное сопротивление соответственно и = 450; 500; 520 и 580 МПа. Для стали 04Х18Н10 предел текучести и = 160 МПа, для остальных трех сталей ат - 200 МПа. Для сталей всех четырех марок б = 40 %,су = 55 %. Металлические материалы, эксплуатируемые при низких температурах (от 293 К до температуры кипения жидкого гелия 542 К), подраздюшют на три группы, соответствующие следующим температурным диапазонам: 293- 213; 293 - 193; 293 - 13 К.
Основное требование к стзлвм и сплавам, предназначенным дпя работы при низких температурах, - высокая механичесюи прочность. Известно, что при снижении температуры прочность возрастает, а пластичность и вязкость уменьшаются. Таким образом, прочность долина гарантироваться при температуре 293 К. При расчесе элементов криогенных систем и установок на прочность следует учитьшать свойства материалов при нормальной температуре. Длл работы при низких температурах наиболее широко используют аустенитные стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н10, 12Х18Н9.
Хром о никелевые аустеинтные стали имеют высокую ударную вязкость при высокой температуре. По мере снижения температуры кипения жидкого азота эти стали сохраняют свою пластичность, а ударная вязкость хотя и уменъшается, но до Т = 20 К сохраняет высокие значения. Вследствие относительно невысокой прочности аустеннтных сталей (пт в 250 МПа) разработаны высокопрочные стали, например ОВХ15Н24В4ТР, 1ОХ11Н23ТЗМР, ОЗХ9К14НЕМЗД, ОЗХ14К14Н4МЗТВ.
Химический состав и механические свойства коррозионио-стойких сталей приве- дены в т. П-2 энциклопедии "Машино- строение". Титан и его сплавы. В электронном ма- шиностроении титан и его сплавы наиболее эффективно применяют ллл изготовления не- распьшяемых газо поглотвтелей, вводимых непосредственно в объем вакуумных камер. Титан и его сплавы имеют высокие прочность, плотность, жаропрочность и кор- розиоиную стойкость при температуре до 773 К. При более высокой температуре титан и его сплавы лепсо окисляются и поглоШают водород, который вгязывает охрупчи ванне. Технический тисэн хорошо обрабатывается давлением, аюривается в среде аргона, но плохо обрабатывается резанием.
Двя получения сплавов титан легируют алюминием, молибденом, ванадием, марин- цем, хромом, оловом, цирконием, ниобием и кремнием. Титан имеет две аллотропические моди- фикации: а и ~). Наибольшее промыпшенное применение получили а- и а + 1)-сплавы. В табл. 3.2.17 приведены химический со- став и механические свойства наиболее рас- пространенных титановых сплавов, обрабаты- ваемых даююнием. Высокая пластичность титановых сплавов при низкой температуре позволяет их приме- юцъ в криогенной технике: в криоинных вакуумных насосах и элементах вакуумного технологического оборудования. Титан и а-сплавы титана не упрочняются термической обработкой: их подвергают только рекристалпизационному отжигу.
Температура отхааа а + (5-сплавов должна бьць выше тем- пературы рекристаллизации, но не превышать температуры фазового превращении, тюс как и в ~5-сплавах происходит сильный рост зерна. Отжиг а- и а + ~5-сплавов лучше проводить в вакууме. Для снятия напряжений неполный отжиг при Т = 823 ... 873 К; а + )3-сплавы можно упрочнять выселкой с последующим старением. Титановые сплавы имеют низкие анти- фрнкционные свойства. Титан и его сшювы, предназначенные для деилей узлов трения, азотируют при Т = 1123 ...1223 К, в течение ЗΠ— 60 ч в среде азота. После азотирования по такому режиму толщина диффузионного слоя титановых сплавов составляет 0,05 — 0,15 мм, тверпость 750 - 900 НЗГ, В особо отвегссвенном оборудовании микроэлектроники при наличии узлов теник следует применять бествтановые сплавы.
МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ 347 3.2Л7. Химический состав и иехавпческие свойства титановых сплавов Маасовш доля ', % Модифнхалиа Мо прочих элементов 4,3 - 6,2 4,3 - 6,0 3,5 - 5,0 ВТ5 ВТ5-1 ОТ4 (2,0 - 3,0)$п (0,8 - 2,0)Мл (0,2 - 0,7)ре; (0,8 - 2,3)Сг, (0,15 - 0,04)Я ВТЗ-1 5,5 - 7,0 2,0 - 3,0 5,8 — 7,0 3,5 - 6,3 4,4 - 5,9 2,8 - 3,8 (0,20 - 0,35)Я (0,2 - 2,0)Хп ВТ9 аеб 2,5 - 3,8 4,0 - 5,5 (0,9 - 1,9)У ВТ14 ВТ22 (4,0 - 5,5)ЗГ,' (0,5 - 2,0)Сг, (0,5 - 1,5)ре Механвчесвл Моди фекалия Виа полуфабриката оз.
МПа ВТ5 ВТ5-1 ОТ4 750 - 900 800 - 950 700 - 900 10 - 14 10 — 15 10 - 20 Поковки, штамповки, прутки ВТЗ-1 ВТ9 а+В ВТ14 В722 Штамповки, поковки 1100 (1200) 1100 (1300) 1000 (1300) 1150 (1450) 17 (12) 10 (6) 12 (8) 15 (6) Штамповки Прутки ' Остальное - титан. з Механические свойства указаны после отлита, в скобках — после закалки и старения. Тугопваввпе мепцшы. К тусоплавким относятся металлы с температурой плавления, превыгпающей 1973 К. В электронном машиностроении в качестве конструкционных материалов применяют вольфрам, молибден, их спаавы, ниобий, тантал.
Вольфрам используют в болыпинстве случаев в качеспю нагревателей в вакуумно-термическом оборудовании и в вакуумных насооах. Необходимо особо отмеппъ, что одним из овойств вольфрама яюиется его акпгвное взаимодействие с остаточной ивовой средой вакуумного оборудования. При температуре 573 - 773 К в присутствии кислорода образуется оксид вольфрама ЬУ40сг, а при более высокой температуретриоксид ьУОз, который лепсо испаряется в вакууме.
Вольфрам имеет иеюпочительио высокие временное сопротивление и модуль упругости: сг = 114 МПа при температуре 2200 К. Близок по своим свойствам к вольфраму молибден. В отличие от вольфрама полуфабрикаты из молибдена приобретают пластичность после отхппв, что позволяет обрабатывать их методом пластического деформирования и резанием. Молибден хорошо свариваегся в инертных газах, а также электронно-лучевым методом. Применяют чистый беспрнсадочный молибден М4 и вакуумно-плавленый М4ВП. Из молибдена получшот полуфабрикаты в виде проволоки, прутков и трубок. В электронном машиностроении их используют аи изготовления вакуумно-плотных спаса с алюмосилшсатными стеклами.
Сплав молибден-цирконий-титан ЦМ-2А применяют для изготовления деталей, от которых требустаг повышенная жаропрочность. Его постаюиют в виде прупсов диаметром 8 - 60 мм, листов толщиной 0,3 - 20,0 мм и шириной 100 - 400 мм, а также поковок диаметром 65 - 180 мм. Один из самьвс пластичных тугоплавких металлов - тантал. Его можно подвергать практически всем видам механической обработки в холодном сосгоянии и сваривать со всеми металлами, с которыми он образует сплавы (железом, никелем, цирконием, титаном, ниобием, вольфрамом).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
