строение (557054), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Титан применяется в авиационной электронике. Напыление титана на поверхность элекгровакуумных приборов позволяет сохранять высокий вакуум. Здесь используется высокая газопоглощающая способность титана при нагревах выше 400 'С. Титановые сплавы широко применяются в криогенной технике, так как они сохраняют достаточную пластичность и не склонны к хладноломкости при низких температурах (рис.
134). Для работы з области сверхнизких температур наиболее целесообразно рло применение а-титановых сплавов, которые не охрупчиваются вплоть до ( — 253 'С). Так как сплавы титана немагнитны, их применяют в качестве материала атомных реакторов, генераторов со сверхпроводимостью. Титан обладает температурным коэффициентом расширения, близким к керамическим материалам и поэтому плотно сваривается с керамикой; вследствие этого его применяют в качестве электродов, впаиваемых в керамику микромодульной аппаратуры. Высокая коррозионная стойкость титана используется в авиационно-космической технике для емкостей с агрессивными, химически активными средами. Титан и его сплавы находят широкое применение и в других отраслях промышленности, главным образом в химической и в судостроении, однако основной потребитель титана — летательные аппараты.
В 5. Легированные сталя Легированные стали обладают лучшими физико-химическими (в том числе и механическими) свойствами, чем углеродистые: особенно сильно повышаются жаростойкость, сопротивление коррозии, ударная вязкость, предел текучести, относительное сужение, электро- сопротивление и др. Вэаямэхейстнне етэлн с легнрующнмн элементэмн Легирующие элементы в стали разделяются на две группы по их влиянию на температурный и концентрационный интервалы (область) существования у-модификации; элементы, расширяющие область существования у-фазы (рис.
135, а), например, никель или марганец и элементы, замыкающие область существования у-фазы, например, молибден или титан и др. (рис. 135, б). В большинстве случаев то или иное влияние легирующего элемента можно объяснить его изоморфностью (однотипностью кристалличесткой решетки) одной из указанных фаз железа: никель изоморфеп у-фазе (решетка — г. ц. к.), а молибден — а-фазе (решетка — о. ц. к.). Однако имеются исключения: так, алюминий, будучи изоморфен у-фазе, все таки ее замыкает. Легирующие элементы влияют на кинетику распада переохлажденного аустенита, Элементы„ не образующие специальных карбидов в стали, а только растворяющиеся в феррите или цементите (Ж, Мп, 51), оказывают лишь количественное влияние на процессы превращения: они, как правило, замедляют его (С-образные кривые смещаются вправо); исключение составляет кобальт, ускоряющий превращение.
Замедление распада аустенита (рис. 136) объясняется тем, что при перлитном превращении в легированной стали наряду с диффузией углерода необходима также диффузия легирующих элементов для образования карбидов или легированного цементита, в то время как в углеродистой стали для образования цементита требуется только диффузия углерода. Кар бидообразующие элементы (хром, молибден, вольфрам) вносят наряду с количественными также и качественные изменения в кинетику изотермического превращения. На диаграмме изотермического превращения аустенита возникают два максимума скорости рас- Аа яеъруюцер лаеменщ % ип,ю Э, М,)й, ЗП, Мп,т( Рис.
1ЗЗ. Схемы диаграмм состояния жалазо — латирумщий элемент: о эламаитамн, расширяющими область существования у-фаз» (а) н с эламаятами. раощврявщимв область оу. щаотвоваиия а-фазы (б) Ряо. )ЗЕ. Дваграмма яэотермичаоного распада ауотвявта для сталей варлитиото (а). мвртовоитиаго (б) и ауотенитного (з) иласоов паха аустенита, разделенные областью его высокой устойчивости.
Легирующие элементы влияют на положение температурного интервала мартенситного превращения, что, в свою очередь, отражается на количестве остаточного аустенита. Большинство легирующих элементов снижает мартенситную точку (рис. 136) и увеличивает количество остаточного аустенита. Исключение составляют алюминий и кобальт, повышающие мартенситную точку, а также кремний, не влияющий на ее положение. Основными легирующими элементами конструкционных сталей являются хром, никель, кремний и марганец. Никель увеличивает пластичность и вязкость стали, повышая тем самым ее сопротивление хрупкому разрушению. Главной причиной широкого использования хрома в сталях, работающих при высоких температурах, является его благоприятное действие на жаростойкость.
Хром сильно увеличивает прокаливаемость стали. При выплавке стали кремний, как известно, используется для раскисления. Добавка его в углеродистую сталь так же, как и в хромистые нержавеющие, увеличивает ее жаростойкость при повышенных и высоких температурах. Марганец, как и никель, снижает критическую скорость охлаждения и повышает восприимчивость к закалке по всему сечению. Однако, в отличие от никеля, марганец снижает вязкость феррита.
В связи с меньшей стоимостью марганец используют для частичной замены никеля. Для дополни. рар .тельного улучшения свойсгв в сталь вводят в сочетании с хромом, .никелем и марганцем такие элементы, как вольфрам, молибден, ванадий, титан, бор и др. Клвссвфякзцвя легвровввиых сталей Легированные стали классифицируются по 4-м признакам: равновесной структуре, структуре после охлая(дення на воздухе, составу и назначению.
По равновесной отрукп(уре стали классифицируют на: доэвтек.тоидные, имеющие в структуре помимо перлита избыточный фер рит; эвтектоидные с перлитной структурой; заэвтектоидные, имею щие в структуре избыточные (вторичные) карбиды; ледебуритные стали, имеющие в структуре первичные карбиды, образующие совместно с аустенитом эвтектику — ледебурит. Большинство легирующих элементов сдвигает точки 8 и Е (на диаграмме состояния Ре — С) в сторону меньшего содержания углерода.
По структуре ледебуритные стали можно отнести к чугунам. При высоком содержании в стали элемента, сужающего у-область (рис. 135, б) возникает ферритный класс. В сталях данного класса отсутствует у жм а-превращение. Достаточно высокое содержание элементов, расширяющих у-область, стабилизирует аустенит в стали, и он сохраняется при охлаждении до комнатной температуры. Так возникает аустенитный класс сталей. Классификация поопрукп(уре после норлм)лизации. По структуре, получаемой при охлаждении на воздухе, стали подразделяются на три основных класса: перлитный, мартенситный и «устенитный (рис. 136). Наличие трех классов стали обусловлено влиянием легирующих элементов на устойчивость аустенита в перлитной области (т. е.
на положение С-образных кривых), которая с увеличением содержания легирующих элементов возрастает (за исключением — кобальта, алюминия), а также нх воздействием на положение температурной области мартенситного превращения, которая в большинстве случаев понижается. Классификация по хиз(ичбасол(у сосак)ву, В зависимости от вве- денных элементов легированные стали подразделяются на хромистые, марганцовистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и т. д. По количеству легирующих элементов стали разделяют на низколегированные (до 5 % легирующнх элементов), среднелегированные (от 5 до 10 %) и высоколегированные (~ 10 %).
Разновидностью классификации по химическому составу является классификация по качеству *. * Под качеством стали понимают совокупность свойств, обеспечиваемых металлургическим процессом. Однородность химического состава, строения в сзойстн стиля, в также ее технологичность зависят от содержания газов (кислородв, ззотв, водорода) и вредных примесей — серы и фосфора. По качеству стали подразделяют нв стали обыкновенного качества (до 0,06% 3 и до 0,07% Р), кзчествеиные (до 0,04% 3 и 0,030% Р). Классификация по назначению. По назначению стали подразделяются на конструкционные, инструментальные и с особыми свойствами.
К последним относят коррознонностойкие (нержавеющие), жаропрочные, электротехнические стали н др. Маркировка легнрованнык сталей Обозначение марки включает в себя цифры н буквы, указывающие на примерный состав стали. В начале марки приводятся двухзначные цифры (например, 12ХНЗА), указывающие среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы справа от цифры обозначают легирующие элементы: А — азот, Б — ниобий,  — волы фрам, à — марганец, Д вЂ” медь, Б — селен, К вЂ” кобальт, Н— никель, М вЂ” молибден, П вЂ” фосфор, Р— бор, С вЂ” кремний, Т— титан, Ф вЂ” ванадий, Х вЂ” хром, Ц вЂ” цирконий, Ч вЂ” редкоземельные элементы, Ю вЂ” алюминий. Следующие после буквы цифры указывают примерное содержание соответствующего легирующего элемента в целых процентах (при содержании 1...
1,5 в и менее цифра отсутствует). Высококачественные стали обозначаются помещенной в конце марки буквой А (ЗОХГСА). Опытные марки, выплавленные на заводе «Электросталь», обозначаются буквамн ЭИ («Электросталь» исследовательская) или ЭП («Электросталь» пробная) и порядковым номером, например„ЭП 398, ЭИ 696, ЭИ 179 и т. д. Цемеитуемые стали К данной группе сталей относятся низко- и среднелегированные стали 15ХФ, 12ХНЗА, 12ХН4ВА, ЗОХГТ, 18Х2Н4ВА и др. с содержанием углерода 0,1...
О,З %, обеспечивающие после химико- термической обработки, закалки и низкого отпуска высокую поверхностную твердость (ИКС 58... 62) прн вязкой, но достаточно прочной сердцевине (оя = 700... 1500 МПа), 6 = 1О... 12 о е, КС(7' =- 0,6... 1,0 МДж/м', ОЙС = 30...
45). Эти стали используют для изготовления деталей машин и приборов (кулачков, зубчатых колес и др.), испытывающих перемен. ные и ударные нагрузки и одновременно, подверженных износу Улучши«мыс стали Улучшаемыми называют такие стали, которые используются после закалки с высоким отпуском (улучшения). Эти стали содержат 0,3... 0,5 % углерода и порядка 5 % легирующих элементов (ЗОХГСА, 38ХНЗМФА, 38ХНЗМА, 18Х2Н4МА и др.). Структура стали после улучшения — сорбит. Данные стали применяют для изготовления валов, шатунов, штоков и других деталей, подверженных воздействию циклических илн ударных нагрузок, В связи с этим улучшаемые стали должны иметь высокий предел текучести, высококачественные (до 0,025 а 5 и до 0,025 % Р) и особовысококачествеи- нме (до 0,0)5 те 5 и до 0,025 % Р).
пластичность, вязкость, малую чувствн- хсуу тельность к надрезу. Стали хромансил (ЗОХГСА, 35ХГНСА) склонны к обратимой отпускной хрупкости. Отпускной хрупкостью называют охрупчивание стали при некоторых усло- 1 виях отпуска. Различают два рода отпускной хрупкости, что соответствует двум минимумам на зависимости ударной 1 вязкости от температуры отпуска (рис. , г 137); для отпуска при 300 'С (кривая 1) 1 и при- 550 'С (кривая 2). -Л7аз -ЯС7 Дяу Отпускная хрупкость 1-го рода прот 'с Рлгся является при отпуске — 300 С и вызы- Рвс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
