Жаропрочные и жаростойкие стали
- Жаропрочные стали
Жаропрочные стали способны работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и при этом обладают достаточной жаростойкостью. Данные стали и сплавы применяются для изготовления труб, клапанных, паро- и газотурбинных деталей (роторы, лопатки, диски и др.).
Для жаропрочных и жаростойких машиностроительных сталей используются малоуглеродистые (0,1-0,45% С) и высоколегированные (Si, Cr, Ni, Co и др.). Жаропрочные стали и сплавы в своем составе обязательно содержат никель, который обеспечивает существенное увеличение предела длительной коррозионной прочности при незначительном увеличении предела текучести и временного сопротивления, и марганец. Они могут дополнительно легироваться молибденом, вольфрамом, ниобием, титаном, бором, йодом и др. Так, микролегирование бором, а также редкоземельными и некоторыми щелочноземельными металлами повышает такие характеристики, как число оборотов при кручении, пластичность и вязкость при высоких температурах. Рабочие температуры современных жаропрочных сплавов составляют примерно 45-80% от температуры плавления.
Эти стали классифицируют по температуре эксплуатации (ГОСТ 20072-74):
- при 400-550°С - 15ХМ, 12Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20ХЗМВФ;
- при 500-600°С - 15Х5М, 40Х10С2М, 20X13;
- при 600-650°С - 12Х18Н9Т, 45Х14Н14В2М, 10Х11Н23ТЗМР,ХН60Ю, ХН70Ю, ХН77ТЮР, ХН56ВМКЮ, ХН62МВКЮ.
- Жаростойкие стали
Жаростойкие (окалиностойкие) стали обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах, в том числе серосодержащих, при температурах +550-1200°С в воздухе, печных газах (15X5, 15Х6СМ, 40Х9С2, 30Х13Н7С2, 12X17, 15X28), окислительных и науглероживающих средах (20Х20Н14С2, 20Х23Н18) и работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии, так как могут проявлять ползучесть при приложении больших нагрузок. Жаростойкие стали характеризуют по температуре начала интенсивного окисления. Величина этой температуры определяется содержанием хрома в сплаве. Так, при 15% Cr температура эксплуатации изделий составляет +950°С, а при 25% Сг до +1300°С. Жаростойкие стали также легируют никелем, кремнием, алюминием.
|
|
|
Износостойкие и графитизированные стали.
Износостойкие стали применяют для деталей, работающих в условиях абразивного трения, высокого давления и ударов (крестовины железнодорожных путей, траки гусеничных машин, щеки дробилок, черпаки землеройных машин, ковши экскаваторов и др.). Пример износостойкой стали - высокомарганцовистая сталь 110Г13Л.
Графитизированные стали находят все большее применение для изготовления деталей тормозных устройств, фрикционных передач, ряда изделий текстильного, сельскохозяйственного, автотракторного и других отраслей машиностроения.
|
|
|
Высокие механические свойства, термическая стойкость и износостойкость в сочетании с возможностью производства тонкостенных отливок сложной конфигурации позволяют использовать эти стали для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих в условиях повышенного фрикционного износа.
Производство отливок из графитизированных сталей и проведенные исследования позволяют объединить возможные комбинации их составов в следующие три группы: 1 — графитизированные стали с повышенными пластическими свойствами; 2 — высококремнистые; 3 — легированные стали.
В металлургическом производстве раньше других начали использовать графитизированные стали с повышенными пластическими свойствами, имеющие преимущественно ферритную металлическую основу и содержащие, не более: 1,35 % кремния, 0,04 % хрома и 0,03 % серы. Пределы изменения содержания углерода и модифицирующих элементов устанавливают с учетом создания условий для наиболее быстрой графитизации отливок.
Исследования показывают, что графитизированные стали с ферритно-перлитной металлической основой по износостойкости в узлах трения превосходят традиционно применяемые бронзы и имеют более высокий коэффициент трения.
|
|
|
Включения графита, ухудшающие механические свойства графитизированных сталей, способствуют повышению износостойкости в условиях трения, так как в процессе фрикционного износа они выходят на поверхности трения, расчленяются по плоскостям спайности, образуя тонкие пластинки, заполняющие неровности контактирующих поверхностей и предотвращающие сухое трение и схватывание, являясь своеобразной смазкой. Преимущества рассматриваемых сталей по сравнению с литейными бронзами проявляются больше всего в тех случаях, когда от деталей узлов трения требуются наряду с фрикционно-износными свойствами повышенные физико-механические характеристики: прочность, ударная вязкость и термическая стойкость.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1676; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!