справочник (550668), страница 70
Текст из файла (страница 70)
табл. 6.12). Для повышения сопротивления ползучести в состав сталей дополнительно вводит молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, титан. Прн таком высоком содержании хрома н других феррнтообразующих элементов н низкол! содержании углерода стали становятся мартенситно-ферритными. Количество феррнта невелико, поэтому по характеристикам кси. Мди/и кси, мдмlм е, е, е, а, 735 882 (1078) 735 588 1078 539 539 510 539 15 35 13Х! 1Н2В2М Ф 735 (931) 490 412 412 2!6 196 196 196 15 (13) 12 20 20 40 40 40 40 55 0.9 40Х10С2М 15Х11МФ 18Х11МНФБ 20Х12ВНМФ 1! Х11Н2В2МФ 16Х!! Н2В2МФ 20Х13 931 686 735 735 980 735 490 588 588 833 По 441 (637) 735 (882) 10 !5 15 15 1О со ласо 16 (10) 14 (12) 35 35 50 50 50 55 (50) 55 (50) 0,2 0,6 0,6 0,6 ! 8Х12ВМБФР 12Х! 3 14Х17Н2 08Х! 6Н1ЗМ2Б ! 2Х18Н9Т 12Х18Н10Т 12Х18Н! 2Т 45 60 ЗО 50 55 55 55 0,4 0,9 0,5 1,2 645 (833) 93! ! 127 0,8 (0,6) 0,9 (0,7) 1ЗХ14НЗВ2ФР 31Х19Н9МВБТ 40 588 30 П р я и е ч а а в е.
Зиачеиия в скобках етвосятся к стали, термообработаввой при более нвз- кой температуре атлуска. 386 жаропрочности они близки к мартенситным. Упрочнение этих сталей обеспечивается созданием мартенситно-ферритной основы и выделением различных карбидов (типа МеззС4 и МеС) и фаз Лавеса Рез% 117].
Прн длительной эксплуатации их можно применять до 600 — 650 С. Используют этн стали в термически упрочненном состоянии после закалки (или нормализации) и старения (высокого отпуска). Основным свойством высокохромистых сталей является высокое сопротивление газовой коррозии, что выгодно отличает их от никельсодержащих сталей в условиях применения высокосернистых мазутов. Благодаря высокому содержанию легнруюших элементов стали глубоко прокаливаются даже при нормализации (до 120-200 мм) и поэтому более пригодны для деталей крупных сечений, чем перлитные стали. Наименее легированные хромисгые стали! 2Х13 и 20Х13 применяют для лопаток паровых турбин, работающих длительное время при 480-500 С.
Одной нз причин использования этих сталей для лопаток является нх высокая демпфирующая способность. Сто 15Х11МФ отличается понюкеиным содержанием хрома, но дополнительно легирована молибденом и ванадием, которые всегда используют при комплексном легировании. Максимальная температура для длительной службы этой стали 550-580 С. Для легирования стали 12Х13 таске используют в небольшом количестве никель (0,5-3%). Комплексно-легированные хромистые стали содержат молибден, вольфрам, ванадий, ниобий и бор (например, сталь 18Х12ВМФР).
Жаропрочиые свойства высоколегированных теплостойких сталей даны в табл. 6.13. К теплостойким сталям можно также отнести некоторые аустенитные стали, для которых макснмальнаа рабочал температура при длительной эксплуатации сосгааляет 600 С и ниже (см. табл. 6.12, 6.13), Онн обладают более высокой жаростойкостью и используются для более ншружениых деталей. Химический состав этих сталей регламентирован ГОСТ 5632-72 и является обязательным для других стандартов, установленных для конкретных видов продукции: прутков, листов, труб, проволоки, штанг и ленты. Каждым из этих стандартов определена номенклатура марок стали и установлены требования по сортаменту, качеству поверхности, макроструктуре, механическим свойствам и термической обработке.
Механические свойства различных полуфабрикатов из высоколегированных теплостойких сталей приведены в табл. 6.14, 6.15. Та(имка 6.16 Механические свойства сортовой таилестойкей стали, термеебрабетаиивй в соответствии с Рекомендациями ГОСТ 5949-75, яе менее Таблица б. 15. Механические свейстаа термеебрабетаиией лисгевей теилестейкей сталн, ис менее е, е, е, бс, !Ь Марка сплк Марка стека МПа сталь (ТОСТ 5 582-75) Толстолкстокал сталь !ТОСТ 7 350-70) Токкеккстоаая 509 372 20 830 22 20Х13 12Х13 14Х17Н2 12Х!ВН9Т 12Х18Н10Т 12Х18Н12Т 830 20 По согласованию 2! 392 530 530 830 216 236 236 38 ЗВ 38 По согласованию 529 196 40 Для тонколистоаой стали приведены значения Бы Профили для паровых турбин поставляют по ГОСТ ! 9442-74 в виде горячекатаных и холоднотлнутых фасонных прутков — дла лопаток и в виде холоднокатаных и холоднотянутых круглых и полукруглых прутков — для деталей (связей) лопаток для работы при температурах до 580 С.
Согласно ГОСТ !8968-73, поставляют профили горячекатаные и кованые: круглые (до 150 мм), кващзатиые (до 220 мм) н полосы (толщиной до 80 мм н шириной до 150 мм). Механические свойства их приведены в табл. б.! б. Таблица 6.16. Механические свойства тсрмеебрабетаииык профилей для иаревых турбин ирн исвытаиии механически обработанных абразива е, е,' 3 зс, кс исаак кси. Мдиlи', ка накса Марка стала НВ МПа 550-670 15Х11МФ, 15Х! 1МФ-Ш 588-755 666-784 588-735 588-755 666-734 490-657 686-882 44! -608 0,8 Не менее.
К теплостойким материалам можно также отнести высоколегнрованные чугуны с шаровидным графитом [17). Механические свойства некоторых высоколепсрованных чугунов при комнатной и повышенных температурах приведены в табл. 6.17. 387 1! Х1! Н2В2МФ 16ХНН2В2МФ 20Х13 13Х13 14Х17Н2 12Х18Н10Т 1ВХ11МНФБ, 18Х11МНФБ-Ш 20Х12ВНМФ 20Х12ВНМФ-Ш 20Х! 3 20Х13-Ш 12Х13,12Х! 3-Ш 686 735 313 735 735 313 666 833 6!7 15 15 13 15 15 13 18 15 20 50 50 40 50 50 35 50 50 60 0,6 0,6 0,4 0,6 0,6 0,4 0,7 217-255 220-269 255-286 229-255 229-269 241-286 207-241 255-302 187-229 Таблица 6.) 7.
Мехаввческве саейетва высекелепареа|ивых чугунов ГОСТ 7769-82, ве менее 'Прв700 Сло ЗОМПа. Жаропрочные цветные сплавы на основе титана, алюминия и мания можно примеюпь как теплостойкие. Указанные млтернвлы, несмотря на более высокую стоимость, используют в тех случаях, когда нельзя применать стали вследствие большой массы. Однако они менее жаропрочны и используются при следующих температурах: сплавы матпп — до 300 — 350 С, сплавы алюминия — до 350-400 С (за исключением САП, их можно применять до 500 С), сплавы титана- до 500-600 С. Свойства некоторых жаропрочных сплавов магния приведены в табл. 6.18.
К недостаткам магниевых сплавов можно отнести их низкую технологичность при плавке, литье, обработке давлением и термообработке, в также недостаточную коррозионную стойкость и жаропрочносп по сравнению с алюминиевыми сплавами. Таблица б. 18. Свойства люренречвых сплавов магния н алюминия 117, 29! Температуре, С о, оке патам Мариа сплела с апп (реаоиеплуем па) мпа деформио 130 170 180 120 130 ейные ХГОСТ2 120 120 180 80 МА8 МА9 МА!! МА!3 МА14 150-200 200-250 250-300 300-350 Ом МЛ15 МЛ11 МЛ9 МЛ14 40 30 45 37 94 оеы ла осноес алюмииия, деформируемые !ТОСТ С 784- ) 250-300 300 170 55 32 250-300 300 160 40 35 250-300 300 180 80 65 То все, литеиные 1ГОСТ! 583-93) 250-300 ~ 300 ~ 150 ~ 65 ~ 40 То гав, спеченные ВД17 АК4 Д19 САП-1 300-500 70 40 350 500 60 30 388 Сплаеы иа 150-200 150-200 200-250 300-350 300-350 осиоее магния, 200 200 250 300 300 То исе, лим 200 250 250 300 уемые ХГОСТ И 95 75 70 80 70 90 85б-79) 65 50 60 65 7-76) 35 28 20 50 60 Алюминиевые сплавы более прочные и имеют хорошие технологические свойства.
Высокие тепло- и элекгропроводность позволяют использовать их в качестве проводниковых материалов. Жаропрочные ашоминиевые сплавы широко применяют в различных отраслях промышленности, в том числе в авиационной и ракетной технике. Свойства основных алюминиевых жаропрочных сплавов даны в табл.
6.18. Свойства и область применения жаропрочных сплавов титана приведены в табл. б.! 9. Таблица 6./9. Свойства и ебласть применения жарацрочиых титановых силаева (30, 17) о!м сам!м о прн/!/ ° ! 7 =!О циклов о, -! Мвраа сплава Тсмпсратурж С Примснсинс МПв а-с!павы 350-400 450-500 500-550 550-600 230-250 270 360 400-430 ОТ4 ВТ5-1 ВТ20 ВТ18 Корпусные детали То же То жс, фасонные отливки Лопатки компрессора н другие детали (а+ 780/920 ы 450-480 350-400 400 800/9 % ВТЗ-1 7%/870 560/580 250 600/780 350/4 50 450-500 500 420' 750 Детали компрессора и' другие летали, фассн- ные отливки 450-500 500 ВТ9 420' 8%/ 900 680/750 360 500-550 500 ВТ25 Детали авиационных двигателей Примечание. В числителе — лля сплавов а отояскснном, а а знаменателе — в термически уцрочнснном (неслс закалки и старения) ссспжнин.
На гладком образце. ' Прн /!/= 2 1О циклов. о.З. Жаростойкие матерналы Разрушение поверхностных слоев металлов и сплавов при высоких температурах в коррозионно-актнвных средах создает большие трудности прн эксплуатации машин и аппаратов, например газовых турбин. высокотемпературных печей, ядерных реакторов, двигателей внугреннего сгорания. Велики потери металла от газовой коррозии, при различных технологических операциях (ковке, штамповке), в металлургии и металлообработке (например, при термической обработке).
Способносп материалов сопротивляться газовой коррозии в процессе обработки и эксплуатации при высоких температурах называют жаростойкостью. Наиболее распространенным является процесс взаимодействия металлов с кислородом, хотя известны и 389 400 500 500 500 600 560 480 690 880 770 390 310 450-480 650-7Ш 300-330 200 150 150-170 370 100-120 /3)-слжм 500/2 50 Лопатки, диски, ковыль крслсжныс н другие де- тали, фасонныс отливки Детали авиационных двигателей другие виды газовой коррозии [сернистая, водородная и др.). Химическая коррозия, имеющаа место в этом случае, развивается в кислородсодержащнх газах: на воздухе, в углекислом газе, водяном паре, чистом кислороде и др. Движущей силой гаювой коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов в газовых средах при данных внешних условиях: давлении, температуре, составе среды.
При этом на поверхности металла чаще всего образуется оксидная пленка. От структуры, состава и свойств этой пленки зависит скорость газовой коррозии. Защитные свойства оксидных пленок в значительной степени определяются их оплошностью, котораа зависит от отношения удельных объемов оксида и металла. Хорошо защищают металл от дальнейшего окисления только плотные пленки, для которых указанное отношение составляет 1,0-2,5 [17]. При разработке жаростойких сплавов основным необходимым требованием ко всем легируюшим элементам является большее химическое сродство их к кислороду, чем основы. Согласно существующим теориям можно выделить три принципа жаростойкого легиро ванна.
1. Ионы легирующего элемента входят в кристаллическую решетку оксида основного металла, уменьшая его дефектность и соответственно скорость диффузии, и образуется легированный оксид. Этим объясняется повышенная жаростойкость низколегированных сталей и сплавов. 2. Легирующий компонент образует собственный оксид, обладающий лучшнмн защитными свойсгвамн, чем оксид основного металла.
Эгим объясняется хорошая жаростойкость высоколегированных сталей и сплавов. 3. Легируюший элемент с основным металлом образует двойной оксид с крисгаплнческой решеткой типа шпинеля, обладающий повышенными защитными свойствами. На жаростойких сплавах обнаружены двойные оксиды-шницели: РеО СгзОз, РеО А!зОъ Н10 РезОи Х[О СгзОз, %0 А!зОз н др. С этим связана высокая жаростойкость высоколегированных сталей и сплавов. Окисление металлов протекает по различным кинетическим законам, зависящим от условий реааизации процесса и свойств образующихся оксидов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
