Механические свойства материала X3CrNiCu18-9-4.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Материаловедение в машиностроении»
Расчетно-графическое задание
по дисциплине «Введение в направление»
Выполнил: Сорокин И.С.
Группа: ММ-801
Механико-технологический факультет
Проверил: Руктуев А.А., доцент
Новосибирск
2018
Задание на выполнение РГЗ
1. Цель работы: Изучить теоретический материал по теме Аустенитная нержавеющая хромоникелевая сталь. Бенно Штраус и Эдуард Маурер
2. Задачи работы: «Подготовить работу на заданную тему с учетом самостоятельного переосмысления теоретических положений, обработки научных фактов и выявления закономерностей, влияющих на эти факты».
3. Структурные части РГЗ:
- Титульный лист.
- Лист задания. Сформулировать цели и задачи работы.
- Содержание.
- Введение.
- Основная часть. Полностью раскрыть тему. Она должна полностью соответствовать поставленным задачам. В работе по необходимости должны присутствовать рисунки, таблицы, графики, формулы и т.д.
- Заключение
- Список литературы.
- Приложения (если требуется).
4. Оцениваемые позиции:
- Сроки сдачи.
- Полнота охвата темы. Постановка целей и задач.
- Оформление работы.
- Защита
Порядок выполнения
|
|
|
- Получить рекомендуемую тематику работы у преподавателя.
- Провести библиографический поиск.
- Разработать содержание работы, привести биографию ученого и раскрыть его вклад в материаловедение, используя научную и учебную литературу.
- Оформить материал пояснительной записки, в котором должны быть приведены данные литературного обзора, рисунки, графики, формулы и т.д. Записка должна быть оформлена по ГОСТ 7.32-2001. К работе должен быть сделан список использованной литературы, оформленный по ГОСТ Р 7.0.5-2008.
- Подготовить работу по требованиям к 14 неделе обучения.
- Защитить РГЗ.
Задание выдал: Руктуев А. А.
Задание принял: ФИО __________
дата _____________
Оглавление
1. Введение. 4
2.Аустенит. 5
3.Хромоникелевая сталь. 7
4. Сталь X5CrNi18-10 - 1.4301. 10
4.1. Механические свойства материала X3CrNiCu18-9-4. 10
4.2. Физические свойства сплава Acidur 4301. 10
4.3. Устойчивость к коррозии. 10
4.3.1. Сенсибилизация нержавеющих сталей. 11
4.3.2. Межкристаллитная коррозия. 12
4.4. Сварка. 13
4.5. Ковка. 13
4.6. Ближайшие эквиваленты (аналоги) стали X3CrNiCu18-9-4. 13
5. Легирующие элементы. 14
6. Термообработка: создание структурного равновесия в металле. 15
7. Бенно Штраус. 16
8. Список литературы и ресурсов. 18
|
|
|
Введение.
Сегодня мы воспринимаем повсеместное использование нержавеющей стали как нечто само собой разумеющееся: мы встречаемся с изделиями из этого материала у себя дома, на работе или на отдыхе. А ведь с момента создания этого универсального материала прошло всего лишь 100 лет. 18 октября 1912 года был выдан патент на «производство деталей обладающих высокой коррозионной стойкостью и прочностью».
В результате 4-летних исследований в лаборатории компании Крупп, физик профессор Бенно Штраус и его коллега Доктор Эдуард Маурер вывели формулу нержавеющей стали, нечувствительной к воздействию воды и влажности. Используемые в те времена марки стали изготавливались на основе или хрома или никеля, они не обладали коррозионной стойкостью, и процесс их производства был довольно трудоёмким. Запатентованный сплав V2A удалось создать путём добавления определенного количества хрома и никеля, особой термической обработки и уменьшения углеродной составляющей в сплавах. Материал под маркой 1.4301 был первым сплавом, изготавливаемым для продажи. Он до сих пор считается третьим по объему производства в мире.
Аустенит.
Рисунок 1. Гранецентрированная кристаллическая решетка.
|
|
|
Аустенит - высокотемпературная гранецентрированная модификация железа и его сплавов.
Аустенит немагнитен, плотность его больше, чем других структурных составляющих стали. В углеродистых сталях и чугунах, аустенит устойчив выше 723°C. В процессе охлаждения стали он превращается в другие структурные составляющие. [1]
В железоуглеродистых сплавах, содержащих никель, марганец, хром в значительных количествах, аустенит может полностью сохраниться после охлаждения до комнатной температуры(например, нержавеющие хромоникелевые стали). В зависимости от состава стали и условий охлаждения может сохраниться частично в углеродистых или легированных сталях. [2]
Рисунок 2. Микрография структуры аустенита в нержавеющей стали.
Хромоникелевая сталь.
Хромоникелевые стали аустенитного класса представляют собой наиболее широко распространенную группу коррозионностойких сталей, известных в мировой практике под общим названием стали типа 18-10.
Стали этой группы, имея в своем составе 18 % Cr, являются коррозионностойкими во многих средах окислительного характера в широком диапазоне концентраций и температур, а также обладают жаростойкостью и жаропрочностью при умеренных температурах.
Наличие никеля в этих сталях в количестве 9—12 % способствует получению аустенитной структуры, характеризующейся высокой технологичностью при операциях горячей и холодной деформации и хладостойкостью при криогенных температурах.
Стойкость против межкристаллитной коррозии сталей этой группы определяется концентрацией углерода в твердом растворе. Влияние азота на склонность к межкристаллитной коррозии значительно слабее углерода, поэтому добавки азота для повышения прочности могут быть целесообразны.
Хром и никель оказывают влияние на температурно-временные области, в которых хромоникелевые стали могут быть склонны к межкристаллитной коррозии. Повышение концентрации никеля сопровождается уменьшением растворимости углерода, что отрицательно влияет на ударную вязкость хромоникелевой стали после отпуска и приводит к расширению области склонности к межкристаллитной коррозии (рис. 3).
Уменьшение растворимости углерода в твердом растворе происходит и при увеличении содержания хрома, в результате чего снижается также ударная вязкость из-за образования карбидной сетки по границам зерен, но при этом стойкость против межкристаллитной коррозии возрастает.
|
|
|
Рисунок 3. Влияние никеля на склонность к межкристаллической коррозии.
Это противоречие объясняется тем, что хром существенно повышает коррозионную стойкость и поэтому обеднение хромом твердого раствора при образовании карбидных фаз не достигает катастрофических значений.
Кроме карбидных фаз в интервале 450-900 °С в аустените хромоникелевых сталей возможно также выделение интерметаллидной σ-фазы. При высокотемпературном нагреве может происходить образование δ-феррита, что вызывает некоторое ухудшение технологичности при горячей обработке давлением, особенно при высоких скоростях деформации, например на станах непрерывной прокатки; небольшое количество δ-феррита положительно влияет на поведение аустенитных сталей при пайке, предупреждая появление микротрещин.
При холодной пластической деформации или при снижении температуры до отрицательной наблюдается мартенситное превращение с образованием α-фазы, количество и температура появления которой в стали определяются в основном концентрацией никеля.
Появление в структуре аустенитных хромоникелевых сталей δ-феррита или мартенситной α-фазы сопровождается переходом от немагнитного состояния к магнитному и повышением магнитного насыщения. [3]
Сталь X5CrNi18-10 - 1.4301.
Механические свойства материала X3CrNiCu18-9-4.
| Свойства | Типичные | По спецификации |
| Предел прочности Rm, МPa | 660 | 500-700 |
| Предел текучести Rp0,2, MPa | 360 | 190 |
| Относительное удлинение, мин | 50 | 45 |
| Твердость, HB | 195 | 215 |
[4]
4.2. Физические свойства сплава Acidur 4301.
Плотность сплава Acidur 4301 (вес) - 7,9 г/см3.
| Электросопротивление при 20°С, Ωmm2/m | 0,73 | |
| Теплопроводность при 20°С, W/mK | 15 | |
| Удельная теплоемкость при 20°С, J/kgK | 500 | |
| Тепловое расширение, 10-6 K-1 | 20-100°C | 16,0 |
| 20-200°C | 16,5 | |
| 20-300°C | 17,0 | |
| 20-400°C | 17,5 | |
| 20-500°C | 18,0 | |
[4]
Устойчивость к коррозии.
Из-за умеренного содержания углерода 1.4301 этот класс нержавеющей стали подвержен сенсибилизации. Образование карбидов хрома и связанных с ним хромированных областей, образующихся вокруг этих осадков, делает этот класс стали восприимчивым к межзеренной коррозии. Несмотря на отсутствие опасности межкристаллитной коррозии в состоянии (отжиг раствора), может возникнуть межкристаллитная коррозия после сварки или высокотемпературной обработки. 1.4301 устойчив к коррозии в большинстве сред при низких концентрациях хлорида и соли. 1.4301 не рекомендуется для применений там, где он входит в контакт с морской водой, и не рекомендуется для использования в бассейнах.[4]
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 285; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!