Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3

Жаропрочные стали


Это стали для деталей, работающих в критериях завышенных температур (выше 0,3Tпл). Детали парогенераторов, газовых турбин должны работать при таких температурах продолжительно и накрепко.

Жаропрочность – способность материала противостоять механическим нагрузкам при больших температурах, т.е Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3. продолжительно сопротивляться деформированию и разрушению.

Н
агрев ослабляет межатомные связи в металле. Потому понижается модуль упругости E, пределы прочности и текучести, твердость. Поведение металла в этих критериях определяется диффузионными процессами Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3. Как следствие, появляется явление ползучести: при напряжениях, наименьших предела текучести, медлительно наращивается пластическая деформация:


Кривая ползучести:

I – неустановившаяся стадия (скорость деформации велика, но равномерно затухает);

II – установившаяся стадия (скорость деформации мала и постоянна);

III – стадия Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 разрушения (скорость деформации резко увеличивается)


Очевидно, III стадия недопустима при работе изделия. Задачка выбора и обработки жаропрочного материала заключается в том, чтоб сделать II стадию как можно длиннее (10-ки и Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 сотки тыщ часов). Если при неизменном напряжении наращивать температуру эксплуатации (либо напротив), то II стадия сокращается и разрушение наступает резвее.

Жаропрочность оценивается последующими аспектами:

МПа – предел ползучести (запись значит, что при напряжении 100 МПа и Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 температуре 550 °C деформация не превзойдет 1 % за 100 тыс. часов);

МПа – предел долговременной прочности (при температуре
600 °C металл выдержит напряжение 130 МПа в течение 10 тыс. часов, а далее – не гарантируется).

Предел долговременной прочности всегда Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 меньше , определенного при краткосрочном испытании при той же температуре (и, тем паче, меньше стандартной свойства ).

Для перлитного класса жаропрочных сталей предел ползучести при 550 °C за 100 тыс. часов ниже 100 МПа; предел долговременной прочности для Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 мартенситного и мартенсито-ферритного класса сталей может достигать 180 МПа.

Ползучесть может развиваться последующими методами:

1) за счет движения дислокаций (скольжения и переползания – перемещения дислокаций ввысь либо вниз относительно плоскости скольжения);

2) за счет зернограничного Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 скольжения, когда идет сдвиг зернышек относительно друг дружку повдоль общих границ (это может быть только при маленьком зерне);

3) за счет диффузионного переноса атомов повдоль растянутых границ зернышек. У растянутых границ зернышек легче Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 образуются вакансии, потому туда устремляются атомы из других граничных областей:

Для увеличения жаропрочности нужно ограничить подвижность дислокаций и замедлить диффузию.

Структура жаропрочного материала должна быть крупнозернистой (с наименьшей протяженностью границ Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3), с однородным рассредотачиванием маленьких упрочняющих частиц снутри зернышек и на границах.

Дисперсные частички увеличивают жаропрочность эффективнее, чем жесткий раствор. Чем мельче частички и меньше расстояния меж ними, тем эффективнее упрочнение.

Безупречным для Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 работы при завышенных температурах является монокристалл. Уже употребляют лопатки газовых турбин, представляющие из себя единое монокристаллическое образование. Ограничением для широкого внедрения является высочайшая стоимость.

Поликристаллические материалы упрочняют малыми добавками компонент, которые размещаются по границам Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 зернышек и уменьшают скорость диффузии (бор, церий, редкоземельные металлы). В никелевых сплавах для этой цели служат карбиды.

ГЦК-решетка железа сопротивляется ползучести лучше, чем ОЦК, потому что межатомные связи в ней прочнее Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3. Полигонизованная структура тоже затрудняет развитие ползучести.


Предельные рабочие температуры железных конструкционных материалов:

Дюралевые сплавы 300-350 °C

САП (спеченная дюралевая пудра) 500-550°C

Магниевые сплавы 300-350 °C

Титановые сплавы 500-600 °C

Стали 450-700 °C

Никелевые сплавы 700-1000 °C

При температурах выше 1000 °C могут Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 работать тугоплавкие металлы и керамика (SiC, Si3N4, графит).

Основой котлостроения являются перлитные жаропрочные стали. Они используются при температурах до 580 °C. Технологичны, недороги. Содержат 0,25-0,3 % С и легирующие элементы: хром, молибден, ванадий.

Марки: 12Х Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,31МФ, 25Х2М1Ф.

Аспект жаропрочности: ε = 1 % за 104 либо 105 часов.

Структура: легированный феррит и умеренно распределенные в нем частички карбидов (пластинчатой формы). ^ Недопустимые конфигурации структуры – возникновение зернистого перлита, рост карбидов, образование графита. Все Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 эти конфигурации ведут к понижению прочности и развитию ползучести.

Термообработка ориентирована на создание очень размеренной структуры, потому что эксплуатироваться изделия в теплоэнергетике должны годами. Стали подвергают нормализации при 1000 °C и высочайшему отпуску Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 при 650-750 °C в течение 2-3 часов.

Из перлитных жаропрочных сталей изготавливают трубы пароперегревателей, паропроводов и других частей теплоэнергетических установок, также валы и цельнокованые роторы, плоские пружины, крепежный элемент.

^ Мартенситные жаропрочные стали прочнее и выдерживают Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 температуру до 650 °C. Это так именуемые сильхромы (к примеру, 40Х10С2М), легированные колченогом и кремнием, также 11Х11Н2В2МФ, 15Х11МФ, 18Х12ВМБФР. Последние имеют МПа.

Сильхромы стойки Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 к окислению в парах и топочных газах. Аспект жаропрочности – предел ползучести с допустимой деформацией ε = 0,1 % за 104 либо ε = 1 % за 105 часов. Их закаливают с 1000 °C и отпускают при
700 °C. Используют для клапанов ДВС.

Они плохо Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 свариваются и сложнее перлитных сталей обрабатываются резанием.

^ Аустенитные жаропрочные стали работают до 700 °C. Разделяются на однофазовые (12Х18Н10Т), стали с карбидным упрочнением и стали с интерметаллидным упрочнением.


Нужно отметить, что, вприбавок к Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 ползучести, при воздействии больших температур идет релаксация (понижение) напряжений. Затянутые резьбовые соединения слабеют, потому что идет пластическая деформация, и толика упругой деформации понижается.


Жаростойкие стали

Жаростойкостью именуют способность металла сопротивляться коррозионному воздействию газов при Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 больших температурах.

С увеличением температуры и скорости движения газовой среды растет скорость окисления. Полированные поверхности окисляются медлительнее.

Удовлетворительная жаростойкость у Cu, Fe, Ni, Mo: они образуют плотные, но дефектные оксидные пленки Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3.

Отменная жаростойкость у Al, Zn, Sn, Pb, Cr, Mn, Be: оксидные пленки на их поверхности плотные, с неплохими защитными качествами.

Хорошей жаростойкостью владеют Ag, Au, Pt.

Низкая жаростойкость Mo, W, Ta, Nb Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 не позволяет использовать их без жаростойких покрытий в качестве жаропрочных материалов.

Незапятнанное железо имеет предельную рабочую температуру на воздухе
560 °C. Легированные стали – до 1000-1200 °C. Для увеличения жаростойкости стали легирующий элемент обязан иметь Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 большее сродство к кислороду, чем база сплава.

Жаростойкие ферритные стали: 08Х17Т, 15Х25Т (нежаропрочные);

жаростойкие аустенитные стали: 20Х23Н18, 20Х25Н20С2 (имеют неплохую жаропрочность).

В разных печах используют детали из Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 сплавов Х13Ю4 (до 950 °C), Х23Ю5Т (до 1400 °C), нихрома Х20Н80 (до 1100 °C). Из нихрома делают муфели, нагреватели, направляющие, детали конвейеров.


Коррозионно-стойкие стали

Коррозия – это разрушение металлов под действием Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 среды. В коррозионно-стойких сталях этот процесс идет с малой скоростью.

^ Химическая коррозия идет в смесях электролитов: увлажненной почве, атмосфере, в морской и речной воде. Металл растворяется из-за коррозионного тока меж более Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 и наименее электроположительными участками сплава.

Электроположительными, не подверженными химической коррозии, являются металлы: Pt, Au, Ag, Cu (также Sn и Pb в почти всех средах). Да и электроотрицательные металлы тоже могут Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 противостоять коррозии: Ti, Al, Cr. Они пассивируются, т. е. образуют защитные пленки оксидов на поверхности.

В коррозионно-стойких сталях главным легирующим элементом является хром. Его количество должно превосходить 12,5 %, потому что только при таком содержании Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 он образует сплошную пленку оксида Cr2O3 на поверхности стали, и скорость коррозии резко понижается:

При обычной температуре во мокроватом воздухе, воде, неких кислотах употребляют хромистые стали:

12Х13 (штампо-сварные емкости, арматура Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3),

20Х13 и 30Х13 – шестерни, пружины, валы,

40Х13 – хирургический и бытовой режущий инструмент.

Сталь 12Х13 относится к мартенсито-ферритному классу: γ → α перевоплощение проходит не стопроцентно; 20Х13 и другие – мартенситного класса, имеет полное γ → α перевоплощение Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3.

Термическая обработка хромистых сталей состоит в закалке и высочайшем отпуске.

При завышенной температуре в тех же средах используют хромо-никелевые стали: 12Х18Н10Т, 17Х18Н9 и др. Благодаря никелю их структура Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 после закалки – аустенит. Титан должен связывать углерод, чтоб хром находился в жестком растворе, а не в карбидах. По другому, при недочете хрома в жестком растворе, появляется опаснейшее явление: межкристаллитная коррозия. Предпосылкой является выделение карбидов Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 хрома на границах зернышек при нагреве. Границы обедняются колченогом (<12,5 %), и развивается коррозия. Эти стали свариваются и штампуются, можно делать трубопроводы, емкости, оболочки, вакуумные камеры.

Стали 04Х18Н10, 08Х18Н10, 12Х18Н10Т Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 числятся стабилизированными (не склонными к межкристаллитной коррозии). Сталь 17Х18Н9 склонна к межкристаллитной коррозии, ее можно использовать только до 400 °C и нельзя сваривать. В неких марках дефицитный никель отчасти Это стали для деталей, работающих в условиях повышенных температур свыше 0,3 заменен марганцем: 10Х14Г14Н4Т.

etot-holm-sostoit-iz-drevnih-kirpichej-i-predstavlyaet-soboj-razvalini-bivshego-troickogo-hrama-monastirya.html
etot-mir-priduman-ne-mnoj.html
etot-neveroyatnij-mir-doklad.html