справочник (550668), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Детали пилиндроа газовых турбин 500-580 Крепежные детали турбин и фланиеаых сое- динений паронроаодоа н аппаратуры 20Х1М1Ф1ТР 20Х1М1Ф1БР 25Х1МФ, 25Х2М1Ф 18ХЗМВ 20ХЗМВФ 510 520-550 Болты, плоские пружины, шпильки и другие крепежные детали 450-500 500-560 Трубы для гидрогешпапионных успшоаок Роторы, диски. поковки, болты. Трубы высо- кого давления для химической аппаратуры н гиярогеннзационных установок 12Х2МВ8ФБ 650 Энергетическое машиностроение 381 Теплостойкими называют материалы. способные работать в нагруженном состоянии при температурах до 600 С в течение определенного времени.
Наиболее распространенным в современной технике жаропрочным материалом являются жаропрочные стали, что обьясняется нх невысокой стоимостью н хорошими технологическими свойствами. По масштабам применения они занимают ведущее место при температурах 500- 750 С; прн температурах ниже 450 С целесообразно использовать обычные конструкционные стали. Для изготовления деталей, работающих в нагруженном состоянии при температурах до 600 С в течение длительного времени, прнменшот главным образом стали на основе а-ре (перлитные, мартенситные и др.) и их классифицируют как теплосгойкие (теплоустойчивые) стали.
Прн температурах выше 600 С в основном используют жаропрочные аустенитные стали. Теплостойкие стали подразделяют на низколегнрованные и среднелегироваиные перлитного и мартенснтного класса (ГОСТ 20072-74), а также высоколегированные хромистые стали (ГОСТ 5632-72). Марки теплостойкнх сталей н рекомендации по их применению приведены в табл.
6.10, а механические свойства при комнатной и повышенных температурах — в табл. 6.11. Окончание табл, 6. 1О * По ЧМТУ1ЦНИИЧМ 1 154-64. Табаева 6. 11, Механические свейстаа нитке- и среяиелегнрееанныз тенлестейкнх сталей ирн комнатной н иееышенных температурит [17, 25), не менее о, о, анен онеои синов оииеии кси, МДн/м Мариа стали Мпа 540 560 1!0 140 70 108 35 84 11$ 550 550 550 550 650 130 220 65 150 90 250 75 130 120 30 70 160 1ЗО 200 150 100 $0 540 550 100 89 75 70 65 50 40 38 П р н м е ч а н н е. Стали тсрмсобрабстанм е соответствии с рекоменяацнямн ГОСТ 20072-74.
Перлитные стали предназначены для длительной эксплуатации при 450-580 С. Применяют нх в основном в котлотурбостроении для изготовления паропроводных и пароперегревательных труб. Так как онн характеризуются продолжительными сроками службы (сотни тысяч часов), то их не подвергают упрочвпощей термической обработке и применяют в отожжеином или нормализованном и отпущенном состоянии (иногда вообще без термической обработки). Необходимая теплостойкость перлитных сталей достигается комплексным легироввнием хромом, молибденом, ванадием, ниобием; содержание каждого из этих элементов не превышает 1 % (мас.), за исключением хрома, содержание которого для повышения жаростойкости доводат до 2,5-3,0 % (мас.).
Это низкоуглеродистые стали (0,08 — О, ! 5 %, иногда до 0,2 — 0,3 % С). 382 12МХ 12Х1МФ 20Х! М1Ф1ТР 20Х1М1Ф1БР 25Х1МФ 25Х2М1Ф 18ХЗМВ 20ХЗМВФ 12Х2МВ8ФБ 15Х5 15Х5М 15Х5ВФ 12Х8ВФ 420 480 800 800 900 800 650 900 460 400 400 400 400 240 260 680 680 750 6$0 450 750 660 170 220 220 170 21 21 15 14 14 12 18 12 26 24 22 22 22 45 55 50 50 50 50 40 51 50 50 50 50 0,6 1,0 0,6 0,6 0,6 0,5 1,2 0,6 0,5 1,0 1,2 1,2 1,0 Перлитные стали пластичны в холодном состоянии (см.
табл. 6.11), удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются. По теплопроводности и тепловому расширению они близки к обычным конструкцнонным сталям. Критерием жаропрочности перлитных сталей является предел ползучести с допустимой деформацией 1 % за Г0000 или 100000 ч. По характеристикам жаропрочности зти стали при 550-600 С существенно уступают аустенитным жаропрочным сщлям.
Однако при невысоких рабочих температурах перлитные стали благодаря высокой стабильности структуры оказывакпся в числе немногих конструкционных материалов, способных в течение длительного времени сопротивляться ползучестн и сохраюпь достаточную пластичность (не охрупчиваться), которая характеризует надежность работы конструкции в условиях возможного образования внугренних и внешних дефектов. Наиболее широкое применение при 550-600 С нашла сталь 12Х1МФ, которую применшот на всех мощных электростанциях для изготовленна пароперегревателей, коллекторов, паропроводов и т. п. Стали 25Х2М!Ф и 20ХЗМВФ отличаются повышенной жаропрочностью в интервале 500-550 С. Сталь 12Х2МВ8ФБ имеет наиболее высокие показатели жаропрочностн при 600-650 С, приближающие ее к высоколегированным аустенитным сталям.
В отличие от последних она не содержит никеля, имеет высокую теплопроводность, меньший козффициент термического расширения и не склонна к разрушению в зоне сварного шва. Соспа низколегированных сталей перлитного класса стабилизировался н новых пугай его принципиального изменения пока не найдено.
Значительное улучшение свойств достнгную совершенствованием технологии производства и применением мнкролегирования. Мартенситные стали предназначены для изделий, работаннцих при температурах 450-600 С. Оии отличаются от перлитных сталей повышенной жаростойкостью в атмосфере пара илн топочных газов. Критерием жаропрочностн мартенситных сталей является предел ползучести с допустимой деформацией 0,1 86 за 10000 ч или 1 % за 100000 ч. По уровню жаропрочностн они не намного превосходят перлитиые стали. Хром, который повышает жаростойкость и жаропрочность, присутствует во всех сталях, предназначенных для длительной эксплуатации прн высоких температурах в различных средах: на воздухе, в продуктах сгорания угля, природного газа нли мазута с различными агрессивными добавками ванадия, серы и др.
В зависимости от содержания хрома высокохромистые стали на основе а-Ре подразделяют на три !рупии: мартенситные (5-10 еА Сг), мартенситно-ферритные (10-13 еА Сг) и ферритные (> 13 еА Сг). Наиболее высокую жаропрочность имеют стали, содержащие 10-13 т' Сг, самую низкую— стахи, в которых > 13 % Сг (их применшот в основном как жаростойкие). Марки мартеиситных сталей, содержащих до 8 56 Сг, и рекомендации по их применению приведены в табл.
6. 10, а механические свойства — в табл. 6.11. Для обеспечения высоких, стабильных в процессе длительной службы механических свойств зги стали дополнительно легируют вольфрамом, молибденом, ванадием. Сортамент теплостойких сталей (из числа указанных в ГОСТ 20072 — 74) должен соответствовать ГОСТ 2590-88 (горячекатаные круглые), ГОСТ 2591-71 (горячекатаные квадратные), ГОСТ 103-76, 4405-75 (горячекатаиые полосовые), ГОСТ 1 133-71 (кованые круглые и квадратные), ГОСТ 7417-75 (калиброванные, круглые), ГОСТ 8559-75 (кващзатные), ГОСТ 8 560-78 (шестигранные).
383 К высоколегированным мартенснтным сталям, содержащим до 1О % Сг, в первую очередь относятся снльхромы — средиеуглсродистые стали (до 0,4 % С) с кремнием (до 2-3 % 81). Они характеризуются повышенной жаростойкостью в среде выхлопных газов и используются длл изготовления квапанов двигателей внутреннего сгорания. Марки высоколегированных сталей и рекомендации по их применению приведены в табл.
6. !2, а жаропрочные свойства после соответствующей термической обработки — в табл. б. ! 3. Таблнеа б. 12. Высекелегнреваниые теилестейкие стали пертура, С Мерка стели Прнисиеиис экслкувтилт тосненского емплс мил 850 Стала лн!етенснтноло класса Клапаны моторов, крспшкные дошли 650 . 750 750 1 ! Х11Н2В2МФ, 1ЗХ11Н2В2МФ, . 16Х!! Н2В2МФ 20Х! 3 750 1ЗХ14НЗВ2ФР 550 Стали м ! ВХ12ВМБФР 750 750 12Х13 800 С 850 14Х17Н2 ОВХ16Н13М2Б 09Х16Н15МЗБ 600 350 850 850 Роюры. диски, болты, поковки, лопапа и т.
п. Клапаны моторов 750 55Х20Г9АН4 384 40Х9С2, 40Х(ОС2М !5Х1!МФ 18Х!! МНФБ, 20Х12ВНМФ 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т 31Х19Н9МВБТ Рабочис н юправллюшне лопатки паровых турбин, поковки, бандажи н т. п. Высоконагруженные детали, лопатки паровых тур- бин, датели клапанов, поковки дисков, роторов паровых и гюовых турбин, крепежные дталн Диски компрессора, лопатки и другие нагруженн ые датели Лопатки паровых турбин, ушютнвтгльные втулки, ююпаньь бвпы, гайаи, трубы, арматура креюштустаиовок Высокошнружснные яетали (лиски, вавы, болты, жимткн и т, п.), работикшше в условвп повышенной артлнситно-ферритного класса Поковка, турбинные лопатки, трубы паровых котлов и паропроводов, крепеж Лопапш паровых турбин, клапаны гидравлических прессов, болтм, пгйкн, трубы, бандюки, арматура кре- кипоуетааотж Рабочие лопала, диски, валы, втулки тали аустеннтнаго класса Поковки для дисков и роторов, лопатки, болты Трубы паропсрегревателей и трубопроводов высок о- го давления Детали выхлопных систем, геювых турбин, турбо- компрсссоров; трубы; ластовые и сортовые детали Табаща б.
/3. Мекаиичоские свойства высекелегирев|ниыз теплестейкня сталей при певышенкы* температурая 117), не менее ° 1 е', пря//- с~оо» ецио» актом» е~ламо 7 оС !О оо Розам тор»я»соков обработок Закалка 1 100 С, масло+ отпуск 800 С, вода 40Х10С2М 550 600 130 95 100 46 40 22 250 /170 Нсрмввпация 1050 С+ отпуск 680-700 С 15Х11МФ 170 180 90 90 40 Нормапюацив!100-1!40 С+ +оп!уса 750 С 550 18Х! 1МНФБ 170 120 Змалка!000-1050 С, воздух клнмасло+отпуск700-750 С 500 240/130 20Х13 195 180 48 160 Закааа 1050 С, масло+отпуск 650-700 С 18Х ! 2ВМБФР 590 620 210 140 170 110 140 80 100 60 Закалка 1030-1050 С, масло+ +отпуск 740-750 С 12Х13 145 120 100 57 Закалка!030-1050 С,масло+ + отпуск 680 — 700 С 500 225/!07 220 Закалка 1100 - 1130 С, воздух 08Х16Н13М2Б 12Х18Н9Т 260 200 210 150 160 90 140 3 1130-1!60'С, ду илн вода+ старение 800 С 600 205/135 130 200 75 Закалка 1050- 1100 С, воздух 12Х18Н12Т 170 135 75 Звана!150-1180 С, вода+ + старение 800 С 3 1Х! 9Н9МВБТ 300 240 260 220 240 150 170 1!0 ° ! ° 3 В чкслвтеле — дяя гладкого образца, в зяамепатоле — для образца с яа/дзотом.
' Прк /Г= 1О циклов. о !з — !зсс 385 Жаропрочиость силькромов позволяет прнменвть их при температурах не выше 600-650 С; при более тяжелых условиях эксплуатации клапаны мощных двигателей изготовляют из аустеннтных сталей. Сильхромы не содержат дорогих и дефицитных легирующих элементов. Технологические свойства их хуже, чем свойства перлитных сталей; особенно затруднена сварка, требуется предварительный подогрев и последующая термическая обработка. Наибольшее распространение в промышленности среди высоколегированных жаропрочных сталей получили высокохромнстые стали, содержащие 10-13 % Сг (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
