Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Механические свойства стали ОН9, термообработанной по этим режимам, даны в табл. 6.98. Таблица 6.РВ. Механические свойства стали 0Н9 ири 20 и-196 С 1401 ° ! Доля вязкой составляющей в изломе образца. Смягчающей термической обработкой для стали ОН9 является длительный отпуск при 500-550 С, Сварку листов или других полуфабрикатов, прошедших окончательную термическую обработку, ведут с присадочным материалом из аустенитной стали. Сплав 36НХ относится к типу инварных, т.е. имеет малоизменяющийся низкий температурный коэффициент линейного расширения (рис. 6.22).
Сплав применяют в сварных конструкциях, работающих в условиях циклической смены температур от 20 до — 253 С, например, для изготовления бескомпенсационных криогенных трубопроводов. Химический состав сплава следующий, %(мас.): <0,05 С; <0,3 31; 0,3 — О,б Мп; 35,0-37,0 %; 0,4 — О,б Сг; 0,25 Сц; 0,02 8; остальное — Ре. а10, С 1О -2 -210 -130 -50 г, 'С Рис. 6.23. Температурная зависимость температурного ксоффицисита линейного расширения сплава Збнх Р) и стали 12Х18Н10Т (2) (401 В мкаленном состоянии (800-1000 С) сплав имеет структуру 7-твердого Раствора, которая устойчива против мартенситного превращения прн длительном нагруженин при температурах до -253 С. Для максимальной стабилизации температурного коэффициента линейного расширения рекомендуется следующий режим ТО: закалка с 830 С + отпуск для снятия внутренних напряжений при 315 С, 1 ч + стабилизирующий отпуск при 95 С, 48 ч.
Хранение изделий на открытом воздухе допускается только в упакованном виде с применением ингибиторов. Механические и физические свойства сплава 36НХ приведены в табл. 6.99 и 6.100. Сплав 36НХ толщиной до 4 мм сваривается аргонодуговой сваркой проволокой 36НГТ и 36НГ6 и неплавящимися электродамн. Сварные соединения не требуют термической обработки. Таблица 6.99.
Влияние режима термнчесней обработки на механические свейства сплава 36НХ 1401 ксц МДк/и с с Закалка 950 С, 5 мнн, вода 428 843 987 257 571 705 2,82 2,04 !,69 50,0 42,6 62,9 80 72,6 67,0 Закалка 950 С, 5 мнн, воздух 20 — !96 -253 80,9 72,9 67,0 3,00 1,91 1,63 1,84 1,85 -196 770 566 40,4 2,02 Таблица 6.100.
Температурный кеэффнцнент лннейнеге расшнреннв сплава 36НХ весле разлнчныя режнмев термической обработки 14Щ ° 1 «2 Для данного интервала даны минимальные значения а. То же максимальные значения а. ° з То же средние значения а. 470 Закалка 830 С, 5 мин, воздух То же+ отпуск 315 С, ! ч Закалка 950 С, 5 мнн, воздух+ отнуск 315 С,! ч Закалка 1000 С, 5мин, вода Закалка 1 090 С, 5 мин, вода+ 760 С, 5 мин, вод~ 447 830 976 846 865 857 821 272 572 703 584 585 599 574 44,0 42,9 62,4 40,8 41,4 39,6 36,2 76,4 76,8 76,9 71,9 72,4 Алюминий н его сплавы.
В металлоконструкциях криогенной техники доля алюминия н его сплавов составляет примерно 30% от общего объема используемого металла. Для алюминия характерно отсутствие порога хладноломкости, сохранение высокой пластичности с понижением температуры (а иногда даже ее повышение), слабое изменение прочностных характеристик при отрицательных температурах, коррозионная стойкость на воздухе и в окислительных средах, высокая тепло- н электропроводность.
Эти свойства алюминия в той или иной степени наследуются его сплавами, что и оправдывает их широкое распространение в криогенной технике. Технический алюминий хорошо сваривается газовой, аргонодутовой и контактной сварками. Его используют во всем диапазоне температур ниже 150 С для труб теплообменных аппаратов и других малонагруженных деталей и узлов. Ниже приведены механические свойства отожженного алюминия АД! (1013) (химический состав по ГОСТ 4784 — 97).
20 С -196 С -253 С о„МПа .. ок,,МПа . Ьз,%... 70 ЗО 160 40 40 у,%...... КСЦ МДж/и . 0,9 1,6 2,0 Термическая обработка технического алюминии заключается в отжиге при 350-400 С с охлаждением на воздухе. Среди деформируемых сплавов алюминия в криогенной технике наибольшее распространение получили сплавы АМг5, АМгб системы А!-М8, а также сплавы АВ, Д16, 1201, АК6 на основе более сложных систем легирования (с добавками меди, магния, марганца и т.
д.). 20 С -183 С -196 С -253 С а„МПа . о02, МПа. 5~,%... ЗОО 390 420 520 130 150 !60 170 23 40 44 33 42 39 37 28 % КСЦ МДжlи 0,4 0,3 0,3 О,З 471 Применяют также литейные алюминиевые сплавы, главным образом силумины, легированные 6-13 % Я. Рассмотрим наиболее употребляемые в криогенной технике сплавы алюминия. Сплав АМг5 (химический состав по ГОСТ 4784-97) применяют для нагруженных деталей, в том числе сварных: обечаек, днищ, фланцев, трубных решеток и других металлоизделий, работающих при температурах -253...-150 С.
Термическая обработка а сплава состоит в отжиге при 305-340 С с охлаждением на воздухе. После этого сплав имеет следующие механические свойства !301: Чаще всего для изпповления сварных металлоизделий применяют аргонодуговую сверку. Сплав Д16 (химический состав по ГОСТ 4784-97) обладает высокой прочностью, однако при зтом он имеет пониженную стойкость против равномерной и межкристаллитной коррозии, а также коррозии под напряжением. В криогенной технике сплав Д16 применяют для нируженных несвариваемых деталей (крепежа, фланцев и т. д.), работающих в интервале температур -253...230 С. Промежуточная термическая обработка сплаве Д16 состоит в отжиге при 380 — 430 С с охлаждением до 250 — 275 С со скоростью не более 30 С/ч, а далее на воздухе. Окончао тельная термическая обработка состоит в закалке с 500 С в воде и естественного старения при 20 С в течение 90 — 100 ч, Нагартованные листы после холодной прокатки непосредственно подвергают искусственному старению при 130 С в течение 20 ч.
Механические свойства сплава Д16 после окончательной термической обработки приведены ниже 1301: 20 С -73 С -!96 С -253 С а„МПв 300 300 380 450 овл, МПв !9 22 27 !6 20 С -!96 С -253 С 550 650 а„МПв 350 550 400 470 650 7!О ак,, МПв аа/а, 8,%... 8 !О !2 Сплав 1201 сваривают аргонодуговым, гелиево-дуговым, электронно-лучевым, шовным и точечным способами, Медь и ее сплавы.
Эти материалы стали одними нз первых применять в криогенной технике. Для меди характерна высокая пластичность и вязкость до температур, близких к абсолютному нулю. Прн нспьпаниях в области криогенных температур медь не показывает даже признаков хрупкого разрушения. Чистая медь имеет высокую 472 Сплав 1201, содержащий, %: (мас.): 5,8 — 6,8 Си; 0,2-0,4 Мп; 0,10 — 0,25 Ег; 0,05 — 0,15 Ч; 0,02-0,! 0 Т1, принадлежит к упрочняемым свариваемым сплавам алюминия.
Его применяют для изготовления сварных металлоизделий (обечаек, днищ, фланцев и т.д.), работающих при температурах от-253 до 200 С (в случае кратковременного наружения до 300 С). Смягчающей термической обработкой сплава являются отжиг при 350 — 370 С в течение 2-4 ч с охлаждением на воздухе. Упрочняющал термическая обработка состоит в закалке с 540 С в воде с последующим искусственным старением при 150-190 С, 18 ч.
Механические свойства сплава 1201 после термической обработки по режиму эакапка 540 С, вода; правка листа с деформацией 1 — 3 %; искусственное старение при 180 С, 18 ч приведены ниже 1301: 20 С -183 С -196 С -253 С 200 300 330 470 60 80 80 130 а„МПа . аол МПя 45 50 52 58 85 84 83 74 8% ~,%. КСЦ МДж~м'. 1,7 2,1 2,1 2,! Основной способ соединения меди — пайка на мягких (тнпа ПОС) и твердых (типа ПСр) припоях. Можно получать и сварные соединения, однако последнее связано с рядом трудностей. В криогенной технике применяют ручную сварку плавящимся электродом (например, «Комсомолец-1ОО») сварку под слоем флюса и в защитных газах. При толщине сечения изделия более 1О мм сварку проводят с подогревом.
Латунь Л63 (химический состав по ГОСТ 15527 — 70) в криогенной технике используют при температурах от — 253 до 250 С в мягком и нолутвердом состоянии (обечайки, днища, фланцы и др.). После холодной деформации ее подвергают отжигу при 600 — 700 С; для снятия внутренних напряжений применяют отжиг при 270 — 285 С. Механические свойства этой латуни приведены в табл. 6.10! . Та6иица 6.!01.
Механические свействя ируткев диаметром 1О-И мм из латуни Л63 при 20 С и етрипятельиых температурах [301 Латунь имеет удовлетворительную свариваемосп. При автоматической сварке используют присадочный материал нз бронзы БрОЦ4-3 и флюс АН-20. При сварке деталей сложной конфигурации или толщиной более 10 мм необходим предварительный нагрев. 473 теплопроводность и коррозионную стойкость в атмосферных условиях и многих агрессивных средах.
Техническую медь М1, М2, МЗ (химический состав по ГОСТ 859-01) применяют для изготовления металлоизделий криогенной техники (днищ, обечаек трубчатых теплообмеников и др.), работающих при температурах от -273 до 250 С. Листовую медь используют для внутренних емкостей и экранов сосудов Дьюара, применяемых для хранения и транспортирования сжиженных гпюв. Техническую медь примениот в отожженном (мягком) сосгоянии (температура отжига составляет 500 — 700 С), а также после холодной нагартовки. Отожженная медь марки МЗ имеет следующие механические свойства [301: Латунь Л63 проявляет хорошую технологичность при пайке ололлнисто-свинцовыми припоями (ПОС 40) и свинцово-серебряными типа ПСр1,5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
