справочник (550668), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Температурные зависимости скорости окисления металлов устанавливают экспериментавьно в условиях, имитирующих эксплуатационные. По ним оценивают жаростойкость и максимальную рабочую температуру, что определяет возможность использования металла прн заданных температуре и длительности эксплуатации. Для количественного определения жаростойкости применяют различные методы, из которых наиболее нзвесгны весовой метод [по изменению массы образца) и метод непосредственного измерения глубины коррозии по ГОСТ 6130-7!. Высокой точностью характеризуется параметрический метод расчета жаростоикости металлов.
В руководящих материалах [27) приведены характеристики жаростойкости основных классов металлических конструкционных материалов, применяемых в энергомашиностроеиин: глубина коррозии, средняя скорость коррозии, предельная допускаемая температура эксплуатации в различных коррозионных средах. Примен~пельно к нагревателям расчетные значения характеристик жаростойкости, используемых для оценки конструкционных материалов, не выявлпот степень отрицательного влияния неоднородности окисления на срок их службы. В этом случае разработаны специальные методы оценки стойкости путем нагрева образцов электрическим током [311. 390 Жаростойкость сплавов магния с марганцем, цинком, алюминием выше, чем нелегированного магния.
Улучшает жаростойкость магния бериллий (0,02-0,05 %), устраняя самовозгорание при технологической обработке. Жаростойкость промышленных медных сплавов (латуней и бронз) выше жаростойкости меди, так как они легированы элементами четвертой группы. Высокой жаростойкостью отличаются сплавы меди с бернллием, алюминием, марганцем; немного уступают нм сплавы с цинком, оловом, кремнием. Жаростойкость промышленных алюминиевых сплавов такая же хорошая, как и нелегированного алюминия. Исключение составлают сплавы с магнием типа АМг, так как при нагреве образуется собственный рыхлый окснд МйО.
Жаростойкость сплавов титана можно повысить применением жаростойких покрытий. Тугоплавкие металлы (Мо, %, Та, )чЬ) имеют низкую жаростойкость. Они не могут работать в окись лительных средах при температуре выше 500 С. Объемное легнрование повышает жаростойкость (разработаны сплавы ниобня с повышенной жаростойкостью [4]). Основные усилия специалистов направлены на разработку защитных покрытий из тугоплавких металлов [17]. Основные жаростойкие сплавы созданы на основе железа и никеля. Химический состав высоколегированных сталей и сплавов на железной, железоинкелевой и никелевой основах, предназначенных для работы в коррозионно-активных средах и прн высоких температурах, приведен в ГОСТ 5632-72.
Согласно этому стандарту, жаростойкие (окалиностойкие) сплавы относятся к ~руппе П и характеризуются как стали н сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах прн температурах выше 550 С и работающие в неншруженном или слабонагруженном состоянии. Жаропрочные стали н сплавы, отнесенные к группе Ш, также должны обладать достаточной жаростойкостью. При выборе марки стали или сплава необходимо знать рабочую температуру, механические напрюкения, допустимую по конструктивным соображениям деформацию, срок службы н режим работы детали, состав окружающей среды. Номенклатура и рекомендации по применению жаростойких сталей и сплавов приведены в табл. 6.20, а характеристики жаростойкости некоторых из них — в табл.
6.21. Тайвеа 6.20. Жарестейкие стали и сплавы иа ееиеве железа и никеля !17, 25, 39, 44! Продолгкенил таба б. 20 Температура (ив аозлухе), С й(арка стали или сплава ЭВтл>увзвмт тпеисивио" (ГОСТ6632->г) (ле(0000ч) гоекислс- Примечание Применение Стаи> 800 мартгнситно-ферритного ктжс Детали когельнык успщовок, трубы 15ХОСЮ Детали турбин, трубы, детали котлов, детали, рвботаюпще в агрессивных средах Стали фе рритного класса Клапаны моторов, различные д»- тали Теплообменннкн, чехлы, термопары, краны, поддоны, оборудование для кухонь, трубы То же 12Х! 3 950 Устойчива в сорос о- держащих средах Рекомендуется для замены стали 12Х18Н9 !ОХ 13СЮ 850 12Х17 ОВХ17Т, ОВХ(ВТ1 15Х18СЮ 1050 Трубы пиролизных установок, аппаратура, детали Аппаратура, детали, чехлы терм о- пар, электроды, трубы пиролнзных установок, теплообменннки Аппаратура, детали, трубы пнро- лизных установок Устойч>аа в серосолержащих средах Рекомендуется для замены стали 12Х18Н10Т Рекомендуе>ся для замены стали 20Х23Н ! В 1050 !5Х25Т 1 000 1100-1150 15Х28 1 100 Сними аустенитно-ферритного класса 1000-1050 1 000-1 050 Трубы Устойчива в серосодержыцих средах То же Печные конвейеры, ящики для пе- ментацин Трубы для пнролиза метана, пиро- мстрические трубки, печная арма- тура, муфелп 20Х20Н14С2 20Х2ЗН13 В интервале темпе- ратур 600-800 С охрупчиввстся 1 000 1050 Трубы пвроперегрсвателей и трубопрот>>п> установок сверхвысокого давления Трубы, печная арматура, тепло.
обменннкн, муфелн То же » 850 Неустойчива в серо содержащих средах 850 850 850 Неустойчива в ссргн содержащих средах То жс 850 392 ОВХ20Н14С2 1 000 09Х14Н16Б' 650 12Х!ВН9 ОВХ(ВН!О 12Х18Н9Т ОВХ18Н10Т, ! 2Х18Н10Т Сталиаустенитнего класса Устойчива в серосо- держыцих средах Окончалие атаби. 6.20 Температура (вв возаухс), С Мар~а сталя иви сияввв (ГОСТ 6632-П) Примсчвиис жспвувмцни аомввпи~» (лс !ОООО ч) юавислвиив 12Х18Н12Т Трубы Неустойчнвв в ссросодержащнх средах 1000 1 100 36Х18Н25С2 Устойчнва в науглерожнвающих сред вх Печные юнвейеры н другне нару- женные детали, головки форсун ок, ящики для цсмсвтацип Клапаны автомобильных моторов 55Х20Г9АН4 45Х22Н4МЗ ! ОХ23Н! 8 Трубы н детали успаовок для конверснн метана, плролнза, лнсты, печная врватура Тоже Подвсскн н опоры в ютлвх, трубы злеатролнзяых установок, печная арматура, муфелн, роторы Дсталн гщопроводпмх сяспм н камер сгорания, диафрагмы, листовые делан В Интервале температур 600-800 С охрулчиа$стся То же 1050 20Х23Н18' 20Х25Н20С2 1 000 ! 000 1050 1050 12Х25Н 16Г7АР' 1 050 Рекомендуется для замены сплавов нн- ХН38ВТ ХН28ВМАБ ХН45Ю' ! 050 Дсталн газовых систем 1 100 Листовые детали турбин 800-1000 (до 1000 ч) 1250-13 00 Дсталн горелок, чехлы термопар, лнсты н трубы для деталей печей, муфелн капаковых печей Рекомендуется лля замены стали ХН78Т ХН60ВТ ХНООЮ ХН75МБПО ! 000 1 200 1050 1 100 1 250 ! 100 Лнспжые дсталн юнгатеал Тоже Деплн пзопровод~ык снстем, аппаратура, деплн камер сгорання Дствлн газопроводных систем, псчнва арматура Дствлн пзопроводяых систем н камер его)миня ХН70Ю ХН78Т 1 200 1 250 1 150 1 100 (1200 ) 393 ° 1 ° 2 Марки сталей н сплавов, способных работать в нагруженном состояннн.
' Кратковременно. Таблица 6,2А еказателк жарестейкести сталей и силаева иа ее»луне (25, ЗЦ Марка стала нлн салам г ,'С Ь,,мм Ьм, гl(ихч) г, ммlгсл 12Х13 600 700 800 850 0,02 0,12 0,45 0,83 12Х17 800 850 900 0,0034 0,0045 0,0059 0,004 0,005 0,007 15Х25Т 900 950 1050 0,0181 0,0276 0,35 0,021 0,032 15Х28 1050 0,45 12Х18Н9 12Х18Н9Т 12Х! 8Н12Т 36Х!8Н25С2 20Х23Н18 0,06 0,17 750 0,013 0,0023 0,003 1 000 0,42 900 950 1 000 1 100 0,018 0,025 0,2 0,35 12Х25Н!6Г7АР 1100 0,46 ХН45 1 250 1 300 0,1 0,24 ХН75МБТЮ 900 950 0,0112 0,0177 0,013 0,02 ХН78Т 900 1 100 1 200 0,0066 0.007 0,036 0,063 ' Глубина коррозии за 10000 ч. 394 Жаростойкость сталей и сплавов на основе железа и никеля повышают легированием в основном хромом, алюминием и кремнием, которые могут образовывать плотные оксиды Сг»0», А1»0», Б!Оз.
Наибольшее распространение в качестве легируюшего злемента получил хром. Высокими защитными свойствами отличаются двойные оксидышпинели РеО Сг»0» и 8НО Сг»0», которые образуются в высокохромистых сплавах. Из жаростойких наиболее широкое применение нашли хромистые стали (!5Х5, 15Х6С10). Стали, содержащие 5 — б % Сг, обладают достаточно высокой жаростойкостью до 600-650 С, а стали с!4-15 % Сг — до 800 С. При более высоких температурах требуется применять стали с более высоким содержанием хрома (12Х17, 15Х28). Недостатком высокохромистых сталей является склонность к росту ферритного зерна.
Для предотвращения охрупчивания при длительных нагревах сталь дополнительно легируют титаном — сильным кврбидообразуюшим элементом (08Х17Т, 15Х25Т, 08Х18Т1). Стали без титана применяют для деталей, работающих при высоких температурах в отсутствие больших нагруюк, например для нагревателей. Дополнительное легирование хромистых сталей алюминием и кремнием повышает их жаростойкость. В качестве жаростойких применаот легированные кремнием хромистые стали — сильхромы (40Х9С2, 40Х10С2М6, ЗОХ13Н7С2), которые широко используют в автостроении. Однако содержание алюминия и кремния в отличие от хрома в сталях ограничено, так как эти элементы ухудшают их технологические свойства.
Этот недостаток исключается при совместном легировании хромом и алюминием. Химический состав этих сталей и сплавов приведен в ГОСТ 10994-74. Легнрование никелем улучшает технологические и прочностные свойства хромоникелевых аустенитных сталей, но значительно удорожает их. Стали и сплавы с никелем необходимо применять только в тех случаях, когда требуется повышенная жаропрочность н пластичность. Разработаны жаростойкие хромомарганцевые стали, легированные алюминием [17], которые можно использовать как жаростойкие до 900-950 С; они имеют высокие механические свойства и хорошую технологичность. В сплавах системы а Ре — %-Сг, предназначенных для работы до 1050 С, марганец может лишь частично заменить никель (до 1О 'Ь). Следует выделить сплав ХН45Ю, который обладает лучшими свойствами, чем сплавы на основе никеля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
