справочник (550668), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Механические свейатаа тармеебрабптаиией вреаелеки из жареатейких силаева В соответствии с ГОСТ 12766.1-77. Широкое применение в промышленности находит жаростойкий чугун как наиболее дешевый н доступный материал (см. гл. 2). Жаростойкость чугуна определяется его сот противлением окалннообразованию (не более 0,5 гl(м ч)), увеличению массы и росту (не более 0,2 %) при заданной температуре в течение 150 ч. Для деталей, работаюшмх а при температурах до 300 С, можно использовать проспне серые чугуны при условии полученна мелкого графита.
До 450-500 С удовлетворительными характеристиками обладают отливки из моднфнцированного н ковкого чугуна. Незначительное легироваине хромом (многда совместно с никелем) позволяет повысить температуру использования чугунов до 700 С. Не менее важным флкптром явлшотся высокие литейные характеристики простых и низколегированных чугунов. Более тяжелые условия работы и необходимость применения отливок для работы прм температурах выше 600 — 700 С требуют обязательного использования специальных чугунов [! 71. При выборе типа чугуна помимо жаростойкости и ростоустойчивости необходммо принммать во внимание и изменение механических характеристик с температурой, а также учитывать экономическую целесообразность его использования.
Требования по химическому составу, режимам термической обработки и механическим свойствам жаростойких чугунов определены ГОСТ 7769-82. К основным легнрующнм злементам жаростойких чугунов относятся хром, кремний н алюминий. При разработке зтнх чугунов руководствуются теми же принцнпамн жаростойкого легирования, что и при разработке жаростойких сталей. Рекомендации по применению жаростойких чугунов приведены в табл.
6.29, а их механические свойства — в табл. 6.30. Таблица 6.29. Жарестейние чугуны [173 тнаиразуве, С йм, г/1и ч) Прнмснснзм тнп чузуна 0,20 0,50 0,05 0,20 500 500 0,50 0.50 8,05 0,20 ЧХЗ 0,50 150 О,!0 050 700 700 ЧХ16 Арматура химического машиностроения, печная арматура, детали цемеипщноин ых печей высоколе- ГНРОМН- ные Детали. не подвергающиеся действию на. грузок; печная арматура икр. ЧХ22С 1 100 ! 100 0,20 0,20 ЧХ28 ЧС5 700 800 Кремнистые нюколеги- рованные 0.20 0.40 Колосники, бронеплнты для печей об- жига цементной промышленности, серо- углсродные реторты ЧС5Ш 800 800 0,05 0.20 0,20 Арматура котлов, детали пароперегрсеа.
телей азтлов, газовые аела. подовые пли- ты термических печей ЧЮХШ Отливки, ряботаощие при темпершурах ло 800 'С в условиях резких тсплосмен Детали печной арматуры ЧЮ22Ш 1100 1100 0,05 Детали арматуры и паропсраревателей котлов, обжиговых печей, нагревател ь- ных печей; колосники ЧЮЗО Детали печей обжига колчедана 1 100 П р н и е ч а н и е.
Ш вЂ” графит шаровидной формы. Жаростойкие чугуны с повышенной износостойкостью. Хромистые: НЗПКОЛС- гирОВан- ныс Алюминиевые: ннзколе- ГНРОВВН- ные Холодильные плиты доменных печей, колосники, реторты, детали пкютурбин- ных двигателей и компрессоров, горелки, кокилн и др. Колосники и балки горна, агломерацион- ных машин; детали химического н неф- техимического оборудована, турбоком- пресссров, термических печей н др. Летали, работаклцие прн неболыиих нагрузках в среде БОз и ЗОз, в щелочах. азотной кислоте, растворах и расплавах солей до 1000 'С; летали центробежных насосов; печная арматура Пресс-формы дая сшкольных шдслий, л с- тали печного оборудовании, ролики л ис- топрокатных станов Таблица 6.30.
Механические свойства жареатайких чугунов, не менее Марка а5лука е, е„, Марка ау5уаа нв гоз-гво гоз-гво 223-356 390-440 215-333 215-264 245-333 ! 40-294 223-294 183-356 236-294 254-294 235-356 356-536 ЧХ1 чхг чхз ЧХ16 чхггс чхгв чхзг по 150 150 Збо 290 З7О З9О З50 зш зш 700 540 560 690 ЧС5 ЧС5Ш чюхш ЧЮ6С5 чюзхг чюггш чюзо 150 290 В90 1го 120 290 гоо 290 590 240 по 490 350 Наряду с жаростойкими металлами и сплааамн широкое применение в промышленности получили керамика и металлокерамнка (керметы).
Общим недостатком этих материалов (на основе окислов, боридов, карбидов, нитрндов и силицидов) является их хрупкость при комнатыой температуре. 6.4. Жаропрочиые материалы 6.4.1. Аустепятньзе жяропрочпые стали Таблица б,з/. Механические саейатаа стали 10Х18Н9Т ири высоких температурка 1251 402 Состав, режимы термической обработки, свойства аустеннтных сталей регламентированы ГОСТ 5632-72.
Общим признаком для всех этих сталей является сохранение в условиях службы устойчивой аустенитной структуры. В зависимости от химического состава аустеннтные стали по структурному признаку могут быть разделеыы на тры труппы: гомогенные, с карбидным и карбндно-интерметаллидным упрочнением. К группе гомогенных вустенитных сталей относятся главным образом низкоуглеродистые хромоннкелевые стали, дополнительно легированные более тугоплавкими элементами.
Гомогенные аустеннтные стали используют преимущественно в энергомашиностроении для изготовления труб паронагревателей и паропроводов, арматуры 5 установок сверхвысоких параметров; онн рассчитаны иа длительную (до 1О ч) эксплуаа тацию при 650-700 С. Характерными длл этих сталей являютса высокие технологические свойства: такие, как способность к горячей пластической деформации, прошнваемость при изготовлеыии цельнотянупях труб, свариваемость и др.
Зтн цели достигаются повышением содержания никеля (отношение Н1/Сг > 1) при низком содержании углерода (0,06-0,012 %) и повышенном отношении (Т1, ИЬ)/С (более 10), что исключает возможность обРазованиа пРи эксплУатации каРбидных фаз типа МеззСа, охРУпчивающих стали. Дополнительное легирование сплавов вольфрамом (до 2-3 %) и молибденом (до 2,5 %) способствует повышению жаропрочносгн. Базовым для гомогенных аустенитных сталей является состав стали 1ОХ18Н9Т, механические свойства которой представлены в табл. 6.31.
Дополнительное легнрованне молибденом увеличивает жаропрочные свойства стали (табл. 6.32). Бор н редкоземельные элементы положительно влюпот на жаропрочные н технологические свойства этих сталей (табл. 6.33). Таблица 6.32. Пределы длитеяьией иречиести стали ОВХ18Н12МЗТ [Щ, МПа Таблица 6.33. Пределы длитсльией иречиести гемегеииых жеренречиых сталей [171 Термическая обработка аустеннтных гомогенных сталей состоит нз закалки (аустеннзацнн) при высоких температурах (1050-1200 С) нлн аустеннзацнн н стабнлнзнруюшего отпуска (700 — 750 С) с целью получения более однородного 7-твердого раствора, заданной величины зерна (3-6 баллов) н стабильной структуры, а также снятия напряжений, которые могут возникнуть в процессе изготовления деталей. Положительным качеством гомогенных аустенитных сталей, наряду с технологичностью, являстса нх высокая жаростойкосп .
Стали с карбидным упрочненнем предназначены для работы прн 650-750 С н высоких напряжениях. Их используют для изготовления ответственных деталей энергомашнностроення, таких как диски и лопатки турбин, крепежные детали н т. п. Основу сталей с карбидным упрочненнем составляет хромоннкелевый аустеннт, содержащий 0,25-0,5 % С.
В ряде сплавов дефицитный никель частично заменяют менее дефицитным марганцем. Присутствие марганца наряду с никелем способствует повышению жаропрочносгн сталей. Карбндообразуюшне элементы (Ч, г[Ь, %, Мо) связывают часть углерода в специальные карбиды, что приводит к заметному повышению жаропрочностн.
Структура и механичесюю свойства сталей в значительной степени зависат от термической обработки, условий старения. При низкотемпературном старении (500 — 600 С) твердение сталей протекает крайне медленно, но с образованием большого количества карбидной фазы высокой дисперсностн. При длительных выдержках старения существенно снижаются характеристики пластичности сталей.
С целью полученна наиболее о выгодных свойств для этих сталей используют старение при температурах на 100-150 С выше рабочей температуры или двойное старение (низкотемперкгурное и высокотемпературное). В целях предотвращения коробления и растрескивания изделий при термической обработке не следует допускать вылеживания сталей между операциями двойного старения. Из аустенитных сталей с карбидным упрочнением наиболее простой является сталь 40Х14Н14В2М. Основное ее назначение — выхлопные клапаны авиационных н автомобильных двигателей, крепежные детали.
Сталь 3!Х19Н9МВБГ прн более низком содержании никеля дополнительно легирована вольфрамом, титаном, ниобием и, кроме того, содержит марганец. С целью повышения пластичности сталь переплавляют методом электрошлакового переплава. Еще более низкое содержание никеля имеют стали 40Х15М7Г7Ф2М и 37Х12Н8Г8МФБ, которые могут быть использованы до 800 С.
Длительная прочность и сопротивление усталости сталей в значительной степени зависят от однородности н размера зерна. В этой связи не рекомендуется перегревать стали выше 1160 С н заканчивать деформацию ниже 1000 С с тем, чтобы при нагреве под закалку получить равномерную мелкозернистую структуру.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
