Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Это ннзкоуглероднстые стали (0,08-0,15 %, иногда до 0,2 — 0,3 % С). 382 12МХ 12Х1МФ 20Х!М 1Ф1ТР 20Х1М1Ф1БР 25Х1МФ 25Х2М1Ф 18ХЗМВ 2ОХЗМВФ ! 2Х2МВЗФБ 15Х5 15Х5М ! 5Х5ВФ 12ХЗВФ 420 480 ЗОО 800 900 800 650 900 460 400 400 400 400 240 260 680 680 750 680 450 750 660 170 220 220 170 21 21 !5 14 14 12 18 !2 26 24 22 22 22 45 55 50 50 50 50 40 51 50 50 50 50 О,б 1,0 О,б 0,6 0„6 0,5 1,2 0,6 0,5 1,0 1,2 1,2 1,0 550 550 550 550 650 540 550 Перлитные стали пластичны в холодном состоянии (см. табл. 6.11), удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются.
По теплопроводности и тепловому расширению они близки к обычным конструкционным сталям. Критерием жаропрочности перлитных сталей является предел ползучести с допустимой деформацией 1 % за 10000 или 100000 ч. По характеристикам жаропрочности эти стали при 550 — 600 С существенно уступают аустенитным жаропрочным сталям. Однако при невысоких рабочих температурах перлитные стали благодаря высокой стабильности структуры оказываются в числе немногих конструкционных материалов, способных в течение длительного времени сопротивляться ползучести и сохранять достаточную пластичность (не охрупчиваться), которая характеризует надежность работы конструкции в условиях возможного образования внутренних и внешних дефектов.
Наиболее широкое применение при 550-600 С нашла сталь 12Х1МФ, которую применяют на всех мощных электростанциях для изготовления пароперегревателей, коллекторов, паропроводов и т. п. Стали 25Х2М1Ф и 20ХЗМВФ отличаются повышенной жаропрочностью в интервале 500-550 С. Сталь 12Х2МВ8ФБ имеет наиболее высоо кие показатели жаропрочности при 600-650 С, приближающие ее к высоколегированным аустенитным сталям. В отличие от последних она не содержит никеля, имеет высокую теплопроводность, меньший коэффициент термического расширения и не склонна к разрушению в зоне сварного шва.
Состав низколегированных сталей перлитного класса стабилизировался и новых путей его принципиального изменения пока не найдено. Значительное улучшение свойств достигнуто совершенствованием технологии проиводства и применением микролегирования, Мартенситные стали предназначены для изделий, работающих при температурах 450 — 600 С. Они отличаются от перлитных сталей повышенной жаростойкостью в атмосфере пара или топочных газов. Критерием жаропрочности мартенситных сталей является предел ползучести с допустимой деформацией 0,1 % за 10000 ч или 1 % за 100000 ч.
По уровню жаропрочно- сти они не намного превосходят перлитные стали. Хром, который повышает жаростойкость и жаропрочность, присутствует во всех сталях, предназначенных для длительной эксплуатации при высоких температурах в различных средах: на воздухе, в продуктах сгорания угля, природного газа или мазута с различными агрессивными добавками ванадия, серы и др. В зависимости от содержания хрома высокохромистые стали на основе а-Ре подразделяют на три группы: мартенситные (5 — 1О % Сг), мартенситно-ферритные (10-13 % Сг) и ферритиые (> 13 % Сг). Наиболее высокую жаропрочность имеют стали, содержащие 10-13 % Сг, самую низкую— стали, в которых > 13 % Сг (их применяют в основном как жаростойкие).
Марки мартенситных сталей, содержащих до 8 % Сг, и рекомендации по их применению приведены в табл. 6.10, а механические свойства — в табл. 6.11, Для обеспечения высоких, стабильных в процессе длительной службы механических свойств эти стали дополнительно легируют вольфрамом, молибденом, ванадием. Сортамент теплостойких сталей (из числа указанных в ГОСТ 20072 — 74) должен соответствовать ГОСТ 2590 — 88 (горячекатаные круглые), ГОСТ 2591-71 (горячекатаные квадратные), ГОСТ 103-76, 4405-75 (горячекатаные полосовые), ГОСТ 1 133-71 (кованые круглые и квадратные), ГОСТ 7417-75 (калиброванные, круглые), ГОСТ 8559-75 (квадратные), ГОСТ 8560-78 (шесппранные). Температура, С Применение Марка стали эксплуатации интенсивного окисление Стали мартенситною класса 40Х9С2, 40Х10С2М 650 Клапаны моторов, крепежные детали Рабочие и направляющие лопатки паровых турбин, поковки, бандажи и т. п.
18Х11МНФБ, 2ОХ12ВНМФ Высокоиатружеииые детали, лопатки паровых тур- бин, детали клапанов, поковки дисков, роторовв паровых и газовых турбин, крепежные детали 750 Диски компрессора, лопатки и другие нагруженные детали 11Х11ЮВ2МФ, 13Х11Н2В2МФ, 16Х11ЮВ2МФ Лопатки паровых турбин, уплотиительиые втулки, клапаны, болты, гайки, трубы, арматура крекинг- установок Высокоиатружениые летали (лнски, валы, болты, лопвпи и т.и.), работающие в условиях повыщенн ой 750 20Х13 13Х ИНЗВ2ФР 550 мартенситна-ферритною класса Поковки, турбинные лопатки, трубы паровых котлов и паропроводов, крепеж 750 18Х12ВМБФР 750 Лопатки паровых турбин, клапаны пщравличсских прессов, болты, гайки, трубы, бандажи, арматура кре- кщп установок 12Х! 3 Рабочие лопатки, диски, валы, втулки 14Х17Н2 Стали аустенитною класса Поковки для дисков и роторов, лопатки, болты 850 08Х16Н13М2Б 850 Детали выхлопных систем, газовых турбин, вйййв- компрессоров; трубы; листовые и сортовые детали 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 12Х! 8Н12Т Роторы, диски, болты, поковки, лопатки и т.
п. 31Х! 9Н9МВБТ Клапаны моторов 750 384 К высоколегированным мартенситным сталям, содержащим до 1О % Сг, в первую очередь относятся сильхромы — среднеуглеродистые стали (до 0,4 % С) с кремнием (до 2-3 % 81). Они характеризуются повышенной жаростойкостью в среде выхлопных газов н используются длл изготовления клапанов двигателей внщкннего сгорания. Марки высоколегированных сталей и рекомендации по их применению приведены в табл. 6.12, а жаропрочные свойства после соответствующей термической обработки — в табл. 6.13. Табеина б.
12, Выеекелегиреваииые теилестейкие стали Таблит$тт б. И Механические свойства высоколегированных теплестейппк сталей прп певышеппык температурах [$7$, пе менее ° т а, приФ 7 =10 циклов а~оооо а, а)лоооо аьчооооо т 'с Марка стали Реиим термической обработки Закалка 1 100 С, масло+ отпуск 800 С, вода 4ОХ!ОС2М !зо 100 46 250'г!70' 2ОО 17О Нормализация 1050 С+ отпуск 680-700 С 15Х! !МФ !8О 90 90 40 Нормализация 1 100- 1 140 С+ +отпуск 750 С ! 8Х11МНФБ 550 170 12О Закалка! 000 — 1050 С, воздух илп масло+ отпуск 700-750 С 2ОХ!З 240/130 195 160 180 Закалка 1 050 С, масло+ отпуск 650-700 С 18Х12ВМБФР 590 620 210 140 170 !10 140 80 100 60 Закалка 1030-1050 С, масло+ + отпуск 740-750 С 12Х13 145 120 100 Закалка 1030- $050 С, масло+ + отпуск 680 - 700 С 225/107 220 190 Закалка 1100-1130 С, воздух 08Х16Н13М2Б 210 150 140 113О-1!60 С, лу или вода+ старение 800 С 12Х18Н9Т 2050 35 130 95 200 Закалка 1050 - 1100 С, воздух 12Х18Н! 2Т 170 135 Заалка1!50-1180 С, вода+ + старение 800 С 3 $Х 19Н9МВБТ 240 150 170 110 е! ° 3 В числителе — для гладкого образца, и знаменателе — для образца с надрезом.
При 0=10 циклов. в гих ферритообразующнх элементов и низком содержании углерода стали становятся мартенситно-ферритными. Количество феррнта невелико, поэтому по характеристикам !3 — !300 Жаропрочность сильхромов позволяет применять их прн температурах не выше о 600-650 С; при более тяжелых условиях экснлуатацин клапаны мощных двигателей изготовляют из аустенитных сталей. Сильхромы не содержат дорогих и дефицитных легирующих элементов.
Технологические свойства их хуже, чем свойства перлитных сталей; особенно затруднена сварка, требуется предварительный подогрев и последующая термическая обработка. Наибольшее распространение в промышленности среди высоколегированных жаропрочных сталей получили высокохромистые стали, содержащие 10- $3 % Сг (см.
табл. 6.12). Для повышении сопротивления ползучестн в состав сталей дополнительно вводят молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, титан. При таком высоком содержании хрома и дру- жаропрочности они близки к мартенситным. Упрочнение этих сталей обеспечивается созданием мартенситно-ферритной основы и выделением различных карбидов (типа Ме2зС4 и МсС) и фаз Лавеса Рез% !17!.
При длительной эксплуатации их можно применять до 600 — 650 С. Используют эти стали в термически упрочненном состоянии после закалки (или нормализации) и старении (высокого отпуска). Основным свойством высокохромистых сталей является высокое сопротивление газовой коррозии, что выгодно отличает их от никельсодержащих сталей в условиях применения высокосернистых мазутов. Благодаря высокому содержанию легируюших элементов стали глубоко нрокаливаются даже прн нормализации (до 120-200 мм) и поэтому более пригодны для деталей крупных сечений, чем перлитныс стали.
Наименее легированные хромистые стали 12Х13 и 20Х13 применяют для лопаток паровых турбин, работающих длительное время при 480 — 500 С. Одной из причин использования затих сталей для лопаток является их высокая демпфируюшая способность, Сталь 15Х1 1МФ отличается пониженным содержанием хрома, но дополнительно лепирована молибденом и ванадием„которые всегда используют при комплексном легированин. Максимальная температура для длительной службы этой стали 550 — 580 С. Для легирования стали 12Х13 также используют в небольшом количестве никель (0„5 — 3%).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
