Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 3

1.УГЛЕРОДИСТЫЕ И ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ

(для работы в условиях климатического холода)

Обозначение легирующей добавки:

{X-Cr; H-Ni; B-W; M- Mo; Ф – V; T – Ti; Ю- Al;Д-Cu; Г- Mn;C- Si;К-Co;Ц-цирконий;Р- B (бор);Б- Nb (ниобий); А- N₂ азот, если в середине и качественная сталь, если в конце.

Обычно криогенные установки работают внутри отапливаемого здания, но часть аппаратов устанавливается на открытом воздухе ,при температуре воздуха более 220К.

Свариваемые углеродистые и низколегированные стали составляют 70% объема потребления металла в криогенной технике.

1.1.Углеродистые стали

А) Ст 3, Сталь 20

Низкая коррозионная стойкость, невысокая прочность ( _в=450 МПа), повышенная пластичность КСИ=700 кДж/м²

Используется- днища, корпуса сосудов под давлением, обечайки .

Б).Сталь 45 (_в=640 МПа,КСИ=430 кДж/м²)

Среднеуглеродистая сталь, низкая коррозионная стойкость, подвергается термообработке –поверхностное уплотнение токами ВЧ и отпуск.

Используется- детали, к которым предъявляют требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации (валы); трубы для изготовления баллонов без ограничения по давлению и т=223-423К.

1.2.Низколегированные хромосодержащие стали

А).Сталь 20Х ( _в=400-450 МПа, КСИ=700 кДж/м²)

Цементируемая сталь с низкой коррозионной стойкость, износоустойчивая поверхность при вязкой сердцевине.

Используются- детали средних размеров повышенной точности (втулки, шпиндели) ; детали, работающие при больших скоростях и средних удельных давлениях ( плунжеры, штоки впускных клапанов кислородных установок)

Б).Сталь 40Х (_в=600-700 МПа, КСИ=600 кДж/м²)

Повышенная прочность

Используется- колен. валы ; фрикционные диски ; шестерни ; роторы турбокомпрессоров; седла клапанов .

Рабочий диапазон температур Т=200-700К. Может использоваться для крепежных деталей.

В).Сталь 38Х2МЮА или 38ХМЮА ( _в1000 МПа,₀₂ 850 МПа,

КСU900 кДж/м^2, HRC 50.

• конструкционная высококачественная, упрочняется азотированием работать ответственные детали с высокой твердостью и минимальной доводкой при т/о -- плунжерные насосы для жидких азота и кислорода, втулки криогенно-газовых машин, цилиндры насосов.

1.3 Хромистые нержавеющие стали

Работают в среде влажного пара.

А).Сталь 20Х13 (_в=700-800 МПа,₀₂=450-650 МПа, КСU=600-800 кДж/м²

Применяется для деталей, подвергающихся ударным нагрузкам: седла клапанов, тарелки, уплотняющие элементы арматуры, крепежные детали;

Б).Сталь 30Х13

Применяется для деталей с повышенной твердостью: клапаны арматуры, штоки, втулки цилиндров, крепежные детали.

2.Легированные стали для криогенных температур

2.1 Никелесодержащие среднелегированные конструкционные стали.

Для повышения вязкости используют закалку и высокий отжиг

А).Сталь 12ХНЗА – высокая поверхностная твердость в сочетании с вязкой сердцевиной.

Используется- корпуса клапанов, валы, цилиндры поршневых детандеров.

Б).18Х2Н4ВА (В- вольфрам)

18Х2Н4МА ( М- молибден) – (_в=1000-1100 МПа, ₀₂=750-800 МПа, KCU=600-100 кДж/м².

Металл используется до 75К, но при статической нагрузке, при т/о _в=1400 МПа.

высококачественные цементируемые стали мартенситного класса

Используется на ответственных высоконагруженных деталях при статических, циклических и динамических нагрузках при температуре Т=200-670К: шпильки, подвески, оси, валы турбодетандеров

2.2 Нержавеющие стареющие стали

Дисперсионно-твердеющие стали аустенитного класса

ЭП –электросталь пробная (з-д Электросталь)

ЭП-164 или 08Х15Н24В4ТР

ЭП-33 или 10Х11Н23Т3МР

ЭП 921 или 03Х9К14Н6МЗД

Разрабатывались как жаропрочные конструкционные материалы. После т/о и старения имеют повышенную прочность (выше 800 МПа) при сохранении удовлетворительной вязкости при Т20К. Рабочий диапазон температур

4-1000К.

А). Сталь ЭП-164 –08Х15Н24В4ТР

Используются: для нагруженных несварных деталей , подвески внутренних сосудов Дьюара, фланцевые соединения, штоки арматуры.

Имеет _в750 МПа, ₀₂450 МПа, KCU=1100 кДж/м² при Т=293 К и KCU=900 кДж/м² при Т=20 К.

Б). ЭП-33 - 10Х11Н23ТЗМР

Состав- 0,1 % С; 0,6% Si; 0,6 Mn; 10-12,5% Cr; 21-25 % Ni; 2,6-3,2% Ti;

1,0-1,6 %Mo.

_в возрастает от 1100 МПа при комнатной температуре до 1560 МПа при Т=20К. Удельная вязкость снижается с 500 до 450 кДж/м².

Рабочий диапазон температур 20-870 К

Используются: тяжелонагруженные несварные детали, крепеж, пружины.

В). ЭП 921 - 03Х9К14Н6МЗД – нержавеющая сталь мартенситного класса.

Состав – 0,03% C; 0,01% P; 0,1 Si; 8,5-9,5% Cr; 13-14% Co; 6-7% Ni; 3-4% Mo; 1,0-1,5% Cu; 0,2-0,6% Mn; 0,1-0,25% V.

Характеризуется высокой прочностью и твердостью, удовлетворительной пластичностью и вязкостью при низких температурах.Используется: высоконагруженные детали, уплотнительные узлы арматуры

( седла, валы), элементы турбодетандеров- валы, подпятники.

Рабочая температура - Т=20-670К.

Для горячекатаных листов

2.3. Хромоникелевые аустенитные стали.

Основные стали для криогенной техники. Содержат Ni- 8-12%; Cr- 18-20%.

Обладают

• высокой пластичностью

• высокими коррозионными свойствами

• хорошая технологичность

• высокая усталостная прочность

• высокая эксплутационная надежность при длительном статическом нагружении для криотемператур

• малая чувствительность к многократно повторяющимся охлаждениям и отогревам под нагрузкой.

Недостатки:

• высокая стоимость из-за дефицита никеля

• низкая прочность, особенно по пределу текучести при нормальных температурах

• при повторных нагреваниях ( сварка ) из-за образования карбидов Cr по границам зерен стали и сталь становится склонна к межкристаллической коррозии.

Необходимо введение добавок титана и ниобия.

Использование: криогенные емкости и трубопроводы, ракеты , космические корабли, баки под жидкий водород

А). Сталь 12Х18НН10Т

Т=4-870К без ограничения давления.

Свариваемость хорошая аргонодуговой сваркой под слоем флюса.

Используется: сварные элементы аппаратов, емкостей, трубопроводов – обечайки, днища, патрубки, фланцы; детали арматуры – шпильки, клапаны.

После закалки

Б). Сталь 04Х18Н10

Особо низколегированная сталь .Сохраняет свойства во всем интервале низких температур. Использование – аналогично А).Рабочие температуры Т=4-725К.

2.4. Хромоникельмарганцевые и хромомарганцевые аустенитные стали.

Из-за высокой стоимости никеля его частично или полностью заменяют марганцем, который так же является стабилизатором аустенита. Для повышения прочности аустенитные стали легируют азотом ( он повышает стабильность аустенита, способствует сопротивлению пластической деформации).

Следует отметить, что введение в сталь азота осложняет ее сварку. В сталях с азотом необходимо ограничивать содержание углерода с 0,12% до 0,03%.

А), Сталь 10Х14Г14Н4Т

Имеет низкую прочность при высоких пластичности и вязкости при низких температурах.

Используется: для изготовления сварных элементов сосудов и аппаратов ( обечаек, днищ, фланцев, патрубков) , трубопроводов при Т=70-770К.

Б). Сталь 07Х21Г7АН5 (ЭП 222)

Обладает повышенной прочностью и удовлетворительной вязкостью при криотемпературах.

Используется: несварные термообрабатываемые детали – шпиндели, подвески, шпилька.

В). Сталь 07Х13Н4АГ20 (ЧС 52) - _в=680 МПа, ₀₂=360 МПа,

KCU=1700 кДж/м²

Обладает повышенным пределом текучести, немагнитная. Использование: сварные элементы сосудов и аппаратов.

Г). Сталь 03Х20Н16АГ6

Особо низкоуглеродистая сталь. Обладает высокой пластичностью и вязкостью во всем диапазоне температур.

Используется: для криогенных сосудов, оболочек, теплообменных аппаратов, трубопроводов, арматуры, работающей под давлением.

Д). Сталь 03Х13АГ19 (ЧС 36 )

Рекомендуется для замены стали 12Х18Н10Т при работе в вакууме.

2.5 Железо-никелевые сплавы с низким температурным коэффициентом линейного расширения.

Инвары – сплавы железа с никелем, содержание которого 35-50%.

Используется: для изготовления некоторых узлов криогенных установок, размеры которых не должны меняться с изменением температуры:

Жесткозакрепленные трубопроводы сложной пространственной формы, работающие при Т20К.

При этом отпадает необходимость установки сильфонов, что упрощает конструкцию и делает ее более надежной.

Теплопроводность инвара примерно в два раза меньше, чем у аустенитных сталей._в=420 МПа, ₀₂=240 МПа.

Они имеют стоимость в 5-10 раз ниже 12Х18Н10Т

А). Сплав 36НХ

Состав: 0,05% C; 0,3% Si; 0,02 S; 0,02%P; 0,025% Cu; 0,3-0,6% Mn; 0,4-0,7% Cr; 35-36% Ni; Fe- основа.

Б). Сплав 47НД

Имеет температурный коэффициент расширения близким к стеклу.Обладает магнитными свойствами.

Используется: для корпусов герметичных электрических вводов.

Вакуумно-плотный спай сплава 47НД и стекла сохраняет работоспособность при охлаждении до 4К.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций