справочник (550668), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Обрабатываемую поверхность обстреливают горячнмн частицами (около 3000 С) материала покрытия. В стволе специальной успшовки периодически взрывается смесь ацетилена с кислородом. Химическое осажденне нз газовых смесей (ХОГ) осуществляют в реакторах при 700 — 1000 С, куда загружают обрабатываемые детали. Через реактор с определенной скоростью продуваегся газоваа смесь, которы, например, прн осаждении нитрида титана может состовть из тетрахлорнда титана, водорода и азота, а при осаждении оксида аяюминиа — из треххлористого алюминия, углекислого газа н водорода. Этим способом получают мнопклойные покрытия на твердых сплавах, состоящие, например, из слоев оксида алюминия, ннтрнда титана н карбида титана.
Химическое осаждение из растворов (ХОР). Основано на выделении металлов из солей химическими восстановнтелями. Например, никелирование осуществляется в результате взаимодействия хлористого никеля с гипофосфитом. Электроискровое поверхностное легироввние (ЭПЛ) основано на злектрофизическом переносе материала анода на катод — деталь. Слои покрытия формируются в короткое время прн больших скоростях ншрева н охлаждения из жидкой и паровой фазы с вкраплениями твердых частиц при взаимодействии с кислородом и азотом воздуха. На обкладках конденсатора установки вначале накапливаегса злектрическая энергия, которал затем мгновенно освобождается между вибрирующим анодом и деталью.
6.8. Материалы для криогенной техники Криогенную технику используют в металлургии, химической промышленности, ракетной и авиационной технике, приборостроении, криобиологии, криомедицние и т. д. По функциональному назначению зта техника связана с получением сжиженных газов (кислорода, азота, водорода, гелия, инертных, а также природных на основе органических соединений), их транспортированием и хранением в сжнженном состоянии или использованием в качестве рабочих тел. Ниже указаны температуры кипения сжиженных газов прн нормальном давлении, которые одновременно указывают на температурные области применения конструкционных материалов в криогенной технике: Гвз........
СН, Оз Аг Рз $Чз $Че Нз Не $,, С...... -161 -1$3 -1$$5 — 1е$$ - $96 -246 -253 -269 Основные требования к степам и сплавам, работающим при низких температурах, следующие: малая чувствительность к хрупкому рюрушению прн низких температурах, определяемая запасом пластичности н вязкости; высокая прочность при 20 С, которая определяет надежность и металлоемкость конструкций, в также количество хладагента, требуемого для их захолаживання; технологичность при металлургическом и машиностроительном переделе. При решении вопроса о пригодности материала по механическим свойствам обычно предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение и сужение определвот на гладких образцах, а ударную вшкость, порог хладноломкостн, критерии Ирвина К„ и 0„, крип$ческое раскрытие трещины — на образцах с концентратором напрвкений в виде напрею нли трещины. В зависимости от назначения к стали и сплаву могуг предьавлать требования по коррозионной стойкости, магнитности или немагннтности, значению козффициенга линейного расширения, теплопроводности, вакуумплотности и т.
д. а 'ае,э, МПа 1350 20 6 8 1О 12 %, %(мас.) 6 8 10 12 %, 54(мас.) 6 8 10 12 %, Ув(мас.) а 6 е Рвс. 6.21. Механические свойства сталей, содержащих 0,03 % С, 18 Эс Сг и 8-12,5 ЭЭ Х1, прв 20 (а), -196 (б) в -253 С (в) (термическая обработка — закааа с 1050 С в воде; заштрихованные абяаств — возможное содержание внкеля) НО) В криогенной технике широко используют стали различных классов, а также сплавы на основе алюминия, меди, реже титана. Стали. Среди сталей аустенитного класса наибольшее распространение получили стали 08Х18Н9Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, ОЗХ18Н11, 12Х18Н9 (химический состав по ГОСТ 5632-72).
Механические свойства материалов этой группы изменяются в зависимости от содержания никеля (рис. 6.21). Влияние никеля нв структуру стали в диапазоне от 20 до -253 С выражается в стабилизации аусгенита относительно (у -+ Ь)-превращения при нагреве под закалку, а также относительно мартенситного превращения при охлаждении и пластической деформации. Стали !2Х18Н9Т, !2Х18Н10Т, ОЗХ!8Н11 используют длв создания широкой номенклатуры изделий, работаюших при температурах от 800 до -269 С, изготовляемых методами горячей и холодной пластической деформации с применением различных видов сварки и пайки.
Термическую обработку сварных н ивяных соединений, как правило, не проводят. Сталь !2Х18Н9 используют длл изготовления упруточувствительньпс элементов, работающих при криогенных температурах (пружины, мембраны, снльфоны и т. д.); зта сталь хорошо шлифуется и полируется, однако ее сварные и ивяные соединения почти всегда требуют термической обработки во избежание снижения пластичности н охрупчивания при криогенных температурах. Механические свойства наиболее типичных полуфабрикатов из стали 12Х18Н10Т даны в табл.
6.93 и 6.94. Табаева 6. 93. Механические свейства прутков из стали ! ЗХ18Н10Т нри 20 С и отрицательных температурах 1401 Табяича 694 Механические свойств| теикелистеаей стали 12Х18Н10Т ири 20 С и отрицательных температура* 1401 Сталь 07Х21Н5АГ7 (химический состав по ГОСТ 5632-72) предназначена для изготовления сварных и несварных изделий, работающих при температурах от 400 С до о — 253 С: подвесок в кислородных установках, крепежа, цепей, шпинделей, тонкостенных сварных и палных конструкций, получаемых методамн горячей и холодной деформации.
По сравнению с рассмотренными выше сталь 07Х21Н5АГ7 обладает более высокой прочностью. После закалки с 1000 — ! 050 С она имеет аустешпную структуру с 5-15 % Ь-феррита При вареве до 600 — 800 С в аустените преимущественно по границам зерен выделяется карбидная фаза типа СгзСе Присутствие карбидной сетки оказывает отрицательное влияние на ударную вязкость, особенно при низких температурах. В связи с зтим к изделиям, которые в процессе технологических операций подверглись шпреву в интервале 600 — 800 С, следует применять термическую обработку — закалку с 1000-1050 С в воде. Механические свойства стали 07Х21Н5АГ7 представлены в табл.
6.95. Тайища 6.95. Механические саейства стали 07Х21Н5АГ7 ири 20 С и етринательиых температурах 1401 466 Влияние степени холодной пластической деформации а на механические свойства стали 07Х21Н5АТ7 характеризуют следующие данные (40]: О !О 20 40 60 с,% а„МПа . оки МПа 766 830 ! 104 1250 !365 463 675 ! 104 ! 180 ! 299 59 42 20 12 7 Таблача 6. 96. Механические свойства сталн ЮЗХ20Н16АГ6 ири 20 С и етрииательиых температурах (термическая абрабетка — закалка с 1ВВВ С а леде) [40[ 467 Сталь 07Х21Н5АГ7 технологична при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом с присадкой и без нее, при сварке плавящимся электродом в среде гелия высокой чистоты, при автоматической сварке под флюсом АН-26.
В качестве присадочного материала прнменвют проволоку марок Св-1ОХ16Н25АМб и Св-08Х15Н23В7Г7М2; сталь удовлетворительно сваривается со сталями 12Х18Н!ОТ, 12Х21Н5Т, 07Х[6Нб и других. Сталь ОЗХ20Н16АГб предназначена для изготовления сварных крупногабаритных емкостей и резервуаров, находюцихся длительное время под давлением при периодическом изменении температур от 20 до -269 С; допускается применение стали при температурах от 600 до — 259 С без о!раниченил давления. Химический состав этой стали следующий, % (мас.): < 0,025 С; < 0,6 $1; 6-7,5 Мп; 20-25 Сг; 15-16,5 Н[; 0,15-0,28 Н; <0,02 8; <0,025 Р. Для стали ОЗХ20Н[бАГб характерна стабильно аусгеннтная структура во всем диапазоне температур: от нюрева под горячую пластическую обрабопсу до температуры сжиженного гелия (-269 С).
Пластическая деформация при 20 С и криогенных температурах также ие вызывает фазовых превращений мартенситного типа. По указанным причинам сталь остается немагнитной. Единственной фазовой реакцией, протекающей в стали, является выделение карбидной и юпридной фаз (СгмСь и СгН) при нагреве в интервале 600-850 С. Первые выделения этих фаз по границам зерен обнаруживаются после выдержки 1 ч, по приводит к снижению ударной вязкости при криогенных температурах.
Легирование стали азотом и наличие стабильного аустенита дает возможность получить одновременно достаточно высокую для аустенитной стали прочность при 20 С, а также высокий запас пластичности и вязкости при низких температурах (табл. 6.96). Ниже показано влияние степени холодной пластической деформации в на мехамическне свойства стали ОЗХ20Н!6АГб, закаленной с 1 000 С в воде (40!: 0 1О 675 780 370 590 52 38 20 40 60 880 1060 1200 в,%....
о„МПв .. ог г, МПв . бг,Уе... 820 950 1160 18 8 5 о, о о, о ° Ки, Тг Ьг Ч Ч КСг/ КСУ КСГ иг а,/о, Мпв %9 Мд2к/и с с Прутки диаметром /5 мм 1.00 0,$5 0,84 0,64 0,80 0,60 0.60 0,35 0,50 0,25 20 -70 -100 — 196 -253 1230 ! 340 1420 1690 1920 2! 00 2350 2440 2890 3 000 1240 !230 1280 1500 920 105 !38 126 130 1,0 21 67 0.92 20 68 0,90 25 66 0,89 23 66 0,50 12 50 1,30 1,10 0,96 0.$0 0,70 1040 1 150 1230 1490 1 760 30 35 26 27 8 Прутки диаметрам /б мм' .г 1О 67 17 58 15 51 2080 2740 2 190 20 — 196 -253 1270 1100 1730 1480 2060 1830 Р ТО: 999 Р. 2* ЕРЕ е -99 9.2, я и2Ю С ! ч, воздух.
' Режим ТОк закалка с 1000 С, вояк+ обработка холодом при -70 С, 8 ч+ отпуск при 410 С,! ч. Сталь ОЗХ20Н16АГ6 сваривается ручной дуговой сваркой„ручной и автоматической аргонодуговой, автоматической сваркой под флюсом. Стойкость стали к образованию трещин удовлетворительная. Сталь 07Х16Н6 аустеиитио-мартенситного класса (химический состав по ГОСТ 5632-72) применяется для изготовления на~руженных деталей, работающих от 20 до -253 С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
