справочник (550668), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Широко прнменякпся стали с невысоким содержанием никеля (7 — 8 %). К числу послеюшх оцюоснтся сталь 40Х15Н7ГФ2МС. Однако вследствие ограниченной жаростойкости при температурах выше 750 С ее целесообразно алитнровать. Сталь 37Х12НЗГ8МФБ легирована значительным количеством карбидообразуюшнх элементов при ограниченном содержании никеля. Ее применяют для нзготовлениа крупных деталей — турбинных дисков, бандюкных колец и пр. Оптимальным вариюпом термической обработки является закалка и двойное старение. В табл. 6.34-6.45 предспалены свойства основных аустенитных сталей с карбидным упрочненнем.
Таблица б. 34. Механические свейства различных иелуфабрикатев нз стали 31Х19М9МВБ ири 20 С [171 Таблица 6.39. Мезаиическме свейства прутков нз стали 40Х14Н14ВЗМ (предельные образцы) ври резличиыз темиератураз [17] Таблица 6.40. Мезаннчсские свойства ирупгеа нз стали 40Х14Н14В2М (предельные образны) ири различиыа температурит весле старемна в течснме 1000 ч [17] Таблица 6.4). Саейспза сварнеге соединения из стали 40Х14Н14В2М петле отпуска ирм 750 С [17] Тлбзтща 6.42. Метаннчоскме свойства прутков из столп 40Х15Н7ГФ2МС (предельные образны) при резлнчныз темпоратураз [17] Таблица 6.43.
Прелыы влвтельвей иречкеств, велзучооти и выиеслваести стали 40Х15Н7ГФ2МС 1171.. МПа Таблица б. й, Релаксанневиав стойкость стали 40Х16Н7ГФ2МС 117) Таблица 6.45. Механические свойства стали 37Х12НЗГ8МФБ нрв различных температуры Пт) Сталь 37Х12Н8Г8МФБ устойчива против окисления в воздушной среде при температурах до 700-750 С. При 700 С скорость ее составляет 0,06 кгl(и ч). Пределы длительной прочности и выносливости зтой стали приведены ниже, МПа 1171: 600 С 650 С 700 С ' кю 450 370 310 еюооо 340 250 230 озооо ° ° ° ° 310 220 190 оооею ° 300 210 180 е- ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° 340 230 130 Аустенитные стали и сплавы с карбидно-иитермсталлидным упрочиением имеют ограниченное содержание углерода; большинство нх свариваемые стали.
Вследствие оораничения по углероду длл получения устойчивого 7-твердого раствора стали и сплавы должны содержать значительное количество никеля, сбалансированное с содержанием элементов, стабилизирующих структуру феррита. Для повышения жаропрочностн желеюннкельхромовую основу обычно легируют элементамн, упрочияющнми твердый раствор н вызывающими дисперсионное тверденис. Обычно для упрочнения вводят ! 0-35 % Сг, до 7 % Мо, до б % 1ц', до 1,3 % НЬ, до 407 0,5 % Ч, до 3,2 % Т1, до 3,2 % А). Тшпвл н кобальт вследствие нх дефицитности не нашли широкого применения.
Ограничено н применение сталей с вольфрамом. Наиболее благоцрнатное влияние на жаропрочность н технологические свойства сталей н сплавов оказывает молибден. Хром также повышает жаропрочность н, кроме того, является основным злементом. обеспечивающим защиту сталей н сплавов от окисления. Стали 08Х16Н1ЗМ2Б, 09Х14Н16Б упрочнены вследствие легнровання твердого раствора, наличия после закалки карбоннтрнда ннобня н дополнительных карбидов ннобня, выделяющихся прн старении. Для ннх характерно отношение Сг/Н!<1. Стали 09Х14Н19В2БР, 09Х14Н19В2БР! имеют в своем составе значительное количество вольфрама. Основнымн упрочняющнмн фазами являются карбоннтрнд МЬ (С. И) н фаза Лавеса Рез'зт'.
Повышение содержания бора приводит к некоторому изменению характеристики фазового состава. Бор влияет на растворенный вольфрам. Если в стали '09Х14Н19В2БР количество фазы Лавеса не превышает 2 %, то в стали 09Х14Н19В2БР! она выделяется в количестве 5 %, причем весьма медленно.
Механические свойства зтнх сплавов прн обычных н повышенных температурах псидставлены в табл. 6.46-6.49. Таблица 6.46. Механические свейства прупсев из стали 08Х16Н1ЗМЗБ (преяельиыс ебразцы) ири 20 С и иевышсииыз тсмисратураз !ЗЯ Таблица 6.47. Физические саейстпа стали 08Х16Н1ЗМЗБ' нри раыкчиыз тсмпсратураз [171 ' Значения а приведены лля интервала тсмперегур ст 20 С до указанной а таблице. Табсяца 6.48. Уяариап вязкость и таерлесть стали 09Х14Н16Б при 20 С весле старении при различима тсмператураз !Щ Таблица 6.49.
Мезаническне саейстав стали 09Х14Н16Б при 20 С и иевьниеииыз темнсратураз [17) релаксашюнная стойкость прутков нз стали 08Х!6Н13М2Б (продольные образны) при 600 С изменяется следующим образом [17): 100 500 1000 3000 5000 т. ч 121 113 ! 07 98 94 95 88 85 77 68 о,. МПв Примечание. В чисянтсве — при ое = 200 МПв, а в знаменателе — прн ас = 150 МПв. Эффективно повышают ааропрочность н технологические свойства аустеннтных сталей легнрование элементамн для образования ннтерметаллидов Н[зТ1, РПзА[ н М[з(Т[, А1). Из сплавов этой группы изготовляют широкий ассортимент полуфабрикатов н изделий.
В табл. 6.50, 6.51 представлены некоторые свойства типичного сплава этой группы. Таблица 6.50. Мекаиичсскне саейстав пелуфвбрнкатев из стали 10Х11Н20ТЗР ири 20 С [17! Таблица 6.51. Меяаническис саебствв стали 10Х11Н20ТЗР ири 20 С н ири иевышеииыа температураз [17! Нараду с высокой жаропрочностью сплавы с интерметаллидным упрочнением характеризуются достаточно высокими показателями усталостной прочности.
Пределы длительной прочности и выносливости гладких образов нз стали ! ОХ11Н20ТЗР приведены ниже [! 7]: д С ................. 500 550 600 650 700 750 о1м, МПа .............. 730 650 590 480 400 280 7 о,,МПа, приН=!О циклов.... 370 — 340 — 280 Такое же значснне о, получено н на образцах с надрезом (г= 0,75 мм). В соответствии с ГОСТ 5632-72 композицнл элементов, состовщая нз железа, никеля, хрома и некоторых добавок, в которой суммарное содержание никеля н хрома превышает 50 %, относится к категории сплавов, а не сталей.
Механические свойства сталей 09Х!4Н!9В2БР и ООХ15Н24В4ТР приведены в табл. 6.52-6.55. Табаева б 52. Механические свейства стали 09Х14Н!9ВЗБР !17! Табяяеа 6.53. Физические свейства стала 09Х14Н19ВЗБР прн различны* температурах !17! Значения а приведены для интервала температур от 20 С до укаэанной в таблице. Табяиеа 6.54. Механические свойства стали ООХ15Н24В4ТР ирн пеаыиеииык темиературак [17! 410 Табаича 6,55. Ралаксаииеиная атейиеать стали 08Х15Н24В4ТР 117~ еч, МПа, за арама, ч т, С еа, Мпа 1ОООО 1 000 550 200 250 300 200 250 300 200 250 300 200 250 300 155 219 273 185 227 268 177 204 248 162 189 238 154 218 273 183 226 266 174 198 245 Из 174 210 153 218 271 182 224 266 169 189 236 131 159 179 152 218 269 179 219 263 162 186 228 123 148 172 152 200 249 166 198 243 132 153 188 85 100 Из 216 265 176 213 256 650 108 134 156 41! Простейшим жаропрочным сплавом на основе железа являепж сплав ХН32Т, применяемый для длительной службы при 850 С.
Ограниченное содержание углерода приводит к тому, что прн длительной службе в сплаве образуется небольшое количеспю карбидов хрома, которое не охрупчивает сплав. Именно поэтому при длителыюм старении (10000 ч и а 2 выше) при 700-800 С ударная вязкость сплава не опускается ниже! МДж/м . Из дисперсионно-упрочняемых сплавов самым жаропрочным является сплав ХН35ВТ)О.
По системе легирования он типичен для ряда других сплавов, описанных в (17]. Сплав подвергают двойной закалке. Цель первого карева — вырастить зерно определенного размера и перевести 7-фазу в твердый раствор. Закалку сплава проводят путем охлаждения на воздухе; при этом часть 7-фазы выделяется. При нагреве под вторую закалку небольшая часть 7'-фазы остается нераствореииой; кроме того, не переходят в твердый раствор и карбиды хрома.
При 1050 С вторая фаза укрупняется. При охлаждении на воздухе при повторной закалке и последующем старении 7-фаза выделяется в виде дисперсных включений размером 20,0-50,0 им. В результате упрочнений сплав наряду с мелкими включениями имеет определенный объем укрупненных выделений. Такая структура позволяет получить высокую прочность и необходимый запас пластичности. Если двойную закалку не делать, то прочность н жаропрочность будут несколько выше, чем прн двойной закалке, но тогда сплав не будет иметь запаса пластичности и будет прояввпь высокую чувствительность к надрезу.
Если температура эксплуаташти сплав ие максимальна(750 С), а снижена до 600-650 С, то необходимый уровень пластичности может быль получен в результате измельчения зерна. В этом случае штампованную деталь с мелким зерном подвергают старению при 750 С в течение 16 ч. Такая обработка заметно повышает пластичность и прочность сплава при умеренных температурах (550-650 С). Однако когда от сплава требуется жаропрочносп, и пластичность при длительной службе при более высоких (вплоть до 750 С) температурах, оптимальное сочетание свойств обеспечивают двойнва закалка и старение. 6.4.2.
Жаропрочиые сплавы на основе никеля Чистый никель имеет низкую длительную прочность порядка 40 МПа прн 800 С за 100 ч. Повышение свойств достигается путем комплексного легнрования, в результате которого образуются многофазные сплавы, отвечающие требованнам современного машиностроения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
