Как подразделяются нержавеющие стали?

Нержавеющие стали разделяются на две основные подгруппы.

Ко второй подгруппе относятся хромоникелевые нержавеющие стали.По структуре в зависимости от состава эти стали принадлежат к аустенитному, аустенито-ферритному и аустенито-мартенситному классам.

13.3.1. 3. Охарактеризуйте первую группу хромистых нержавеющих сталей.

К первой группе относятся хромистые нержавеющие стали со средним содержанием хрома 12, 17 и 25%, принадлежащие по структуре к мартенситному, мартенсито-ферритному и ферритному классам С увеличением содержания хрома повышается коррозионная стойкость стали. Широкое применение нашли 12Х13 (мартенссито-ферритного класса) и сталь 20Х13(мартенситного класса), используемые для изготовления лопаточного аппарата паровых турбин и компрессоров. Для работы в более агрессивных средах применяются стали15Х25Т(ферритного класса) и др.

13.3.1. 4. Охарактеризуйте вторую подгруппу хромоникелевых нержавеющих сталей.

Для работы в сильных агрессивных средах применяются хромоникелевые стали с более высоким содержанием хрома и никеля, дополнительно легированные медью и молибденом (10Х17Н13М2Т, 06Х23Н8М3ДТ и др.).

Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы. Особенности обеспечения прочности металлов при высоких температурах.

13.3.2. 1. Какие стали называются жаростойкими?

Стали, обладающие высокой сопротивляемостью окислению (газовой коррозии) при высоких температурах называются жаростойкими.

Какие стали называются жаропрочными? Посредством чего достигается жаропрочность?

К жаропрочным относятся стали, обладающие необходимой прочностью при высоких температурах. Жаропрочность достигается введением в состав стали легирующих элементов, повышающих прочность межатомных связей основного твердого раствора (феррита и аустенита), а также образующих вторичные упрочняющие фазы (карбиды, интерметаллиды), обладающие высокой термической стойкостью (устойчивостью против коагуляции при длительном воздействии высоких температур.

Большая роль в получении требуемой жаропрочности принадлежит термической обработке. Последняя должна обеспечивать:

- оптимальное распределение легирующих элементов между твердым раствором и вторичными упрочняющими фазами;

- высокую дисперсность частиц упрочняющих фаз и их равномерное распределение по объему стали (сплава);

13.3.2. 3. Как подразделяются жаропрочные стали?

Жаропрочные стали и сплавы в зависимости от состава и температурной области применения разделяются на 4 основные группы.

К первой группе относятся перлитные жаропрочные стали, вторую группу составляют хромистые жаропрочные стали мартенситного класса, третью группу составляют хромоникелевые стали аустенитного класса, к четвертой группе относятся жаропрочные сплавы на никелевой основе, предназначенные для работы при температуре до 750-850 ºC.

13.3.2. 4). Охарактеризуйте перлитные жаропрочные стали.

К первой группе относятся перлитные жаропрочные стали, используемые для деталей с рабочей температурой до 570 ºC. Основными легирующими элементами этой группы являются хром, молибден, вольфрам, ванадий и в отдельных случаях титан, ниобий и бор в незначительных количествах. Термическая обработка сталей состоит в нормализации или закалки в масле с последующим высоким отпуском. Широкое практическое применение нашли стали: 12ХМФ, 15Х1М1Ф (корпусные элементы турбин), 34ХМ1А, 25Х2М1ФА, 20Х3МВФА (цельнокованные роторы), 25Х1МФ (крепежные детали) и др.

13.3.2. 5. Охарактеризуйте хромистые жаропрочные стали.

Вторую группу составляют хромистые жаропрочные стали мартенситного класса, содержащие 12% Cr и другие легирующие элементы (Mo, W, V, Nb, B) в сравнительно небольшиъх количествах. Стали этой группы применяются для деталей, работающих при температурах до 560-600 ºC. Термическая обработика –улучшение. Хромистые жаропрочные стали используются для изготовления лопаточного аппарата паровых и газовых турбин. Применяемые стали: 15Х11МФ, 18Х11МФ5, 20Х12ВНМФ и др.

13.3.2.6. Охарактеризуйте хромоникелевые жаропрочные стали.

Третью группу составляют хромоникелевые стали аустенитного класса, дополнительно легированные молибденом, вольфрамом, ниобием, титаном и др. Они используются для деталей турбин, работающих при температурах до 700 ºC (стали 08Х16Н13М2Б, ХН35ВТ и др.). Термическая обработка жаропрочных аустенитных сталей состоит из нагрева до высоких температур (1050-1150 ºC) с последующим быстрым охлаждением (аустенизации) и одноступенчатого или двухступенчатого отпуска (старения) в интервале температур 700-850 ºC. В процессе отпуска из аустенита выделяются дисперсные частицы упрочняющих фаз (карбидов, интерметаллидов).

13.3.2. 7.Охарактеризуйте жаропрочные сплавы на никелевой основе.

К четвертой группе относятся жаропрочные сплавы на никелевой основе (никеля более 50).

Эти материалы применяют в основном для изготовления лопаток турбин реактивных двигателей, которые работают при температурах 700 - 900°С. Никелевые сплавы могут быть разделены на гомогенные (нихромы, инконели), которые служат в основном как жаростойкие материалы, и стареющие (нимоники), имеющие высокую жаропрочность. Нимоники основного состава представляют собой сплав Ni-Cr-Ti-Al (Cr~20%, Al~1%, Ti~2%. Ni – остальное). Для получения высокой окалиностойкости никель легируют хромом, а для повышения жаростойкости – титаном и алюминием. В этом случае при старении закаленного сплава образуется интерметаллидная g¢-фаза типа Ni₃(Ti,Al), когерентно связанная с основным g-твердым раствором., а также карбиды TiC и нитриды TiN, увеличивающие прочность при высоких температурах. Дальнейшее увеличение жаропрочности достигается легированием сплавов молибденом и вольфрамом, повышающими температуру рекристаллизации и затрудняющими процесс диффузии в твердом растворе, который необходим для коагуляции избыточных фаз и рекристаллизации. Добавление к сложнолегированным сплавам кобальта еще больше увеличивает жаропрочность и технологическую пластичность сплавов. Для упрочнения границ зерен g-твердого раствора сплав легируют бором и цирконием. Они устраняют вредное влияние примесей, связывая их в тугоплавкие соединения. Примеси серы, сурьмы, свинца и олова понижают жаропрочность сплавов и затрудняют их обработку давлением. В связи с этим для повышения жаропрочности при выплавке жаропрочных сплавов необходимо применять возможно более чистые шихтовые материалы, свободные от вредных легкоплавких примесей. Использовать нимоники следует только в термически обработанном состоянии. Термообработка состоит из закалки с охлаждением на воздухе от температуры нагрева 1050 - 1150°С. При этом образуется твердый раствор g с решеткой г.ц.к. При охлаждении на воздухе происходит частичное перераспределение Ti и Al внутри решетки твердого раствора g. Этот процесс продолжается при старении при 500 - 600°С. При нагреве на 600 - 850°С наблюдается , как уже отмечалось, выделение g¢-фазы с решеткой ГЦК.. Размер частиц g¢-фазы около 200 – 400А и зависит от длительности нагрева. Повышение температуры приводит к превращению g¢-фазы в стабильную при данных температурах фазу h-Ni₃Ti. Наиболее широко используют никелевый сплав ХН77ТЮР . После закалки от 1080-1120°С сплав имеет структуру, состоящую из пересыщенного g-твердого раствора с ГЦК решеткой, и поэтому обладает небольшой прочностью и высокой пластичностью, допускающей штамповку, гибку и профилирование. Сплавудовлетворительно сваривается. После закалки и старения при 700 °С сплав получает высокую Сплавудовлетворительно сваривается. После закалки и старения при 700 °С сплав получает высокую жаропрочность.

Никелевые сплавы, объемная доля g¢-фазы в которых превышает 50%, уже нельзя подвергать горячей деформации обычными способами; изделия из них получают методом точного литья.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 210; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!