Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Оптимальным вариантом термической обработки является закалка и двойное старение. В табл. 6.34-6.45 представлены свойства основных аустенитных сталей с карбидным упрочнением. Таблица бЗ4. Механические свействв различных нелуфабрикатев нз стала 31Х19М9МВБ ири 20 С 1171 Таблица б.39. Мезаиические свейства пруткев нз стали 40Х14Н14ВЗМ (предельные ебразпы) при разлнчныз темперятураз [17) Таба~а б.4О Механические свейства пруткев нз стали 49Х14Н14ВЗМ (предельные ебразпы) при различных температура* песле старения в течение 1000 ч 117) Таблица б.41. Свейства сварнеге сеедниення нз стали 49Х14Н14ВЗМ песлс отпуска при 750 С (173 Таблица 6.42. Мехапическне свейства ируткев нз стали 49Х1$Н7ГФЗМС (предельные ебразпы) прн различныз температуряз 117) Таблица 6.43. Пределы длнтольней пречиести, пелзучести н выиеслнвести стали 40Х15Н7ГФ2МС 1171, МПя Таблица 6.44.
Рсляксаннеиияп стейкесть стали 40Х16Н7ГФ2МС 117! Таблиця 6 45. Механические свейства стали 37Х12НЗГЗМФБ прп р з иых ампера урез!171 Сталь 37Х12НЗГЗМФБ устойчива против окисления в воздушной среде при температурах до 700 — 750 С. При 700 С скорость ее составляет 0,06 кг/(м ч). Пределы длительной прочности и выносливости этой стали приведены ниже, МПа 1171: 600 С 650 С 700 С 450 370 3!О 340 250 230 а,оо 310 220 !90 300 2!О !80 340 230 !30 о~оооо 407 Аустенитные стали и сплавы с карбидно-интерметаллидным упрочнением имеют ограниченное содержание углерода; большинство их свариваемые стали. Вследствие ограничения по углероду для получения устойчивого 7-твердого раствора стали и сплавы должны содержать значительное количество никеля, сбалансированное с содержанием элементов, стабилизирующих структуру феррита. Для повышения жаропрочности железоникельхромовую основу обычно легируют элементами, упрочняющими твердый раствор и вызывающими дисперсионное тверденне.
Обычно для упрочнения вводят 10 — 35 % Сг, до 7 % Мо, до 6 % %, до 1,3 % ХЬ, до 0,5% т', до 3,2% Т1, до 3„2% А1. Тантал и кобальт вследствие их дефицитности не нашли широкого применения. Ограничено и применение сталей с вольфрамом. Наиболее благоприятное влияние н» жаропрочность и технологические свойства сталей и сплавов оказывает молибден. Хром также повышает жаропрочность и, кроме того, является основным элементом, обеспечивающим защиту сталей и сплавов от окисления.
Стали 08Х16Н13М2Б, 09Х14Н16Б упрочнены вследствие легирования твердого раствора, наличия после закалки карбонитрида ннобия н дополнительных карбидов ниобия, выделяющихся при старении. Для них характерно отношение Сг/%<1. Стали 09Х14Н19В2БР, 09Х14Н19В2БР1 имеют в своем составе значительное количество вольфрама. Основными упрочняющими фазами являются карбонитрнд ХЬ (С, Х) и фаза Лавеса РезЖ, Повышение содержания бора приводит к некоторому изменению характеристики фазового состава.
Бор влияет на растворенный вольфрам. Если в стали 09Х14Н19В2ВР количество фазы Лавеса не превышает 2 %, то в стали 09Х14Н19В2БР1 она выделяется в количестве 5 %, причем весьма медленно. Механические свойства этих сплавов при обычных и повышенных температурах представлены в табл, 6.46-6.49. Таблица 6.46. Механические свейства пруткев нз стали ООХ16Н1ЗМ2Б е (предельные ебразпы) прн 2О С н певышеииых температурах 1Щ Таблица 6.47.
Физические свейства стали ООХ16Н13МЙБ прн различных температурах [Щ Значения а приведены для интервала температур от 20 С до указанной в таблице. Таблица 6.48. Ударнаи низкость и твердесть стали ООХ14Н16Б при 2О С несла старении при различных температурах 12Я Таблица 6.49. Механические свейства стали 99Х14Н16Б прн 29 С и певышеиных температурах $Щ Релаксационная стойкость прутков из стали 08Х16Н13М2Б (продольные образцы) при 600 С изменяется следующим образом [171: 1ОО 500 1ООО ЗООО 5000 г,ч 121 113 107 98 94 о„МПа 95 88 85 77 68 Примечание. В числителе — прн ое = 200 МПа, а в знаменателе — прн ое = 150 МПа. Эффективно повышают жаропрочность и технологические свойства аустенитных сталей легирование элементами для образования интерметаллидов %1Т1, %зА1 и %з(Т1, А!). Из сплавов этой группы изготовляют широкий ассортимент полуфабрикатов и изделий.
В табл. 6.50, 6.51 представлены некоторые свойства типичного сплава этой группы. Таблица 6.50. Механические свейства пелуфабрнкатев нз стали 19Х11Н29ТЗР ири 29 С ~173 Таблица 6.5/. Механические свейства стали 19Х11Н29ТЗР ирн 29 С н при певышеиных температурах 1171 Наряду с высокой жаропрочностыо сплавы с интерметаллидным упрочнением характеризуются достаточно высокими показателями усталостной прочности.
Пределы длительной прочности и выносливости гладких образов из стали! ОХ11Н20ТЗР приведены ниже [171: ~, С ................. 500 550 600 650 700 750 730 650 590 480 400 280 о,ее, МПа ю ,,МПа, при 0=10 циклов .... 370 — 340 — 280 Такое же значение о, получено и на образцах с надрезом («= 0,75 мм). В соответствии с ГОСТ 5632-72 композиция элементов, состоящая из железа, никеля, хрома и некоторых добавок, в которой суммарное содержание никеля н хрома превышает 50 %, относится к категории сплавов, а не сталей. Механические свойства сталей 09Х14Н19В2БР и ОЗХ15Н24В4ТР приведены в табл.
6.52-6.55. Табяина 6.52. Механические свойства стали 09Х14Н19ВЗБР )17) Табтща 6.53. Физические свойства стали 09Х14Н19ВЗБР при различных температурах )17) Значения а приведены лля интервала температур от 20 С ло указанной а таблице. Таблица 6.54. Механические свойства стали 08Х15Н34В4ТР ири повышенных температурах )17) 410 Таблица 6.55. Релвксацненняя стейнееть стали 03Х15Н24В4ТР [17! а„МПв, зв время, ч ав МПв юооо 200 250 300 155 219 273 !54 213 273 153 21$ 271 550 213 269 216 265 200 249 1$5 227 26$ 132 224 266 200 250 300 1$3 226 266 !79 219 263 176 213 256 166 19$ 243 174 198 245 143 !74 210 650 200 250 300 200 250 300 177 204 248 162 !89 23$ !69 189 236 131 !59 !79 162 186 22$ 123 !48 172 132 !53 !$3 85 100 113 108 134 156 Простейшим жаропрочным сплавом на основе железа является сплав ХН32Т, применяемый для длительной службы при 850 С.
Ограниченное содержание углерода приводит к тому, что при длительной службе в сплаве образуется небольшое количество карбидов хрома, которое не охрупчивает сплав. Именно поэтому при длительном старении (10000 ч и е 2 выше) при 700 — 300 С ударная вязкосп сплава не опускается ниже 1 МДж~м . Из дисперсионно-упрочняемых сплавов самым жаропрочным является сплав ХН35ВТЮ. По системе легированип он типичен дпя ряда других сплавов, описанных в [171. Сплав подвергают двойной закалке.
Цель первого нагрева — вырастить зерно оп- ределенного 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 нерастворенной; кроме того, не переходят в твердый раствор и карбиды хрома.
При 1050 С вторая фаза укрупняется. При охлаждении на воздухе при повторной 411 закалке н последующем старении 7-фаза выделяется в виде дисперсных включений размером 20,0-50,0 нм. 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 и жаропрочность будут несколько выше, чем при двойной закалке, но тогда сплав не будет иметь запаса пластичности и будет проявлять высокую чувствительность к надрезу. Если температура эксплуатации сплава не 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 подверппот старению при 750 С в течение ! 6 ч.
Такая обработка заметно повышает пластичность и прочность сплава при умеренных температурах (550 — 650 С). Однако когда от сплава требуетсл жаропрочность н пластичность при длительной службе при более высоких (вплоть до 750 С) температурах, оптимальное сочетание свойств обеспечивают двойная закалка н старение. Чистый никель имеет низкую длительную прочность порядка 40 МПа при 800 С за 100 ч. Повышение свойств достигается путем комплексного легировання, в результате которого образуются многофазные сплавы, отвечающие требованиям современного машиностроения. Хром, кобальт, молибден, вольфрам, ванадий, гафний упрочняют твердый раствор, основу сплава Кроме того, хром играет активную роль в защите сплавов от окисления; молибден, вольфрам, ванадий образуют в сочетании с хромом упрочняющие сплав карбидные фазы МезСз Ме2зС6 МЫС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
