Реферат: Классификация сталей

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общая характеристика сталей

2. Маркировка, расшифровка, свойства, термическаяобработка и область применения

2.1 Углеродистых конструкционных сталей

2.2 Автоматных сталей

2.3 Конструкционных низколегированных сталей

2.4 Конструкционных цементуемых сталей

2.5 Конструкционных улучшаемых сталей

2.6 Рессорно-пружинных сталей

2.7 Шарикоподшипниковых сталей

2.8 Износостойких сталей

2.9 Корозионностойких сталей

2.10 Жаропрочных сталей и сплавов

<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">

1. Общая характеристика сталей

Ж/у сплавы с содержанием углерода до 2,14% называются сталями.Кроме железа и углерода в сталях содержатся полезные и вредные примеси.

Сталь – основной металлический материал, широко применяемый дляизготовления деталей машин, летательных аппаратов, приборов, различныхинструментов и строительных конструкций. Широкое использование сталейобусловлено комплексом механических, физико-химических и технологическихсвойств. Методы широкого производства стали были открыты в середине ХIX в. В это же время были ужепроведены и первые металлографические исследования железа и его сплавов.

Стали сочетают высокую жесткость с достаточной стати-ческой и циклической прочностью. Эти параметры можноменять в широком диапазоне за счет изменения концентрации углерода, легирующихэлементов и технологий термической и химико-термической обработки. Изменивхимический состав, можно получить, стали с различными свойствами, ииспользовать их во многих отраслях техники и народного хозяйства.

Углеродистые стали, классифицируют по содержанию углерода,назначению, качеству, степени раскисления и структуре в равновесном состоянии.

По содержанию углерода стали, подразделяются нанизкоугле-родистые (< 0,3 % С), среднеуглеродистые (0,3-0,7 % С) ивысокоугле-родистые (> 0,7 % С).

По назначению стали классифицируют на конструкционные иинструментальные. Конструкционные стали, представляют наиболее обширную группу,предназначенную для изготовления строительных сооружений, деталей машин иприборов. К этим сталям относят цементуемые, улучшаемые, высокопрочные ирессорно-пружинные. Инструментальные стали, подразделяют на стали для режущего,измерительного инструмента, штампов холодного и горячего (до 200 0С)деформирования.

По качеству стали, классифицируют на обыкновенного качества,качественные, высококачественные. Под качеством стали понимается совокупностьсвойств, определяемых металлургическим процессом ее производства. Сталиобыкновенного качества бывают только углеродистыми (до 0,5 % С), качественные ивысококачественные – углеродистыми и легированными.

По степени раскисления и характеру затвердевания сталиклассифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие. Раскисление – процессудаления из жидкого металла кислорода, проводимый с целью предотвращенияхрупкого разрушения стали при горячей деформации.

Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточноеположение между спокойными и кипящими.

По структуре в равновесном состоянии стали, делятся на: 1)доэвтектоидные, имеющие в структуре феррит и перлит; 2) эвтектоидные, структуракоторых состоит из перлита; 3) заэвтектоидные, имеющие в структуре перлит ицементит вторичный.

2.Маркировка, расшифровка, свойства, термическая обработка и область применения.

2.1 Углеродистые конструкционные стали

Стали обыкновенного качества выпускают в виде проката (прутки, балки, листы, уголки, трубы, швеллерыи т.п.) в нормализованном состоянии и в зависимости от назначения и комплексасвойств подразделяют на группы: А, Б, В.

Стали маркируются сочетанием букв Ст и цифрой (от 0 до 6),показывающей номер марки, а не среднее содержание углерода в ней, хотя сповышением номера содержание углерода в стали увеличивается. Стали групп Б и Вимеют перед маркой буквы Б и В, указывающие на их принадлежность к этимгруппам. Группа А в обозначении марки стали не указывается. Степень раскисленияобозначается добавлением индексов: в спокойных сталях – «сп»,полуспокойных – «пс», кипящих – «кп», а категория нормируемых свойств (кромекатегории 1) указывается последующей цифрой. Спокойными и полуспокойнымипроизводят стали Ст1 – Ст6, кипящими – Ст1 – Ст4 всех трех групп. Сталь Ст0 постепени раскисления не разделяют.

Стали группы А используют в состоянии поставки для изделий,изготовление которых не сопровождается горячей обработкой. В этом случае онисохраняют структуру нормализации и механические свойства, гарантируемыестандартом.

Сталь марки Ст3 используется в состоянии поставки без обработкидавлением и сваркой. Ее широко применяют в строительстве для изготовленияметаллоконструкций.

Стали группы Б применяют для изделий, изготавливаемых с применениемгорячей обработки (ковка, сварка и в отдельных случаях термическая обработка),при которой исходная структура и механические свойства не сохраняются. Длятаких деталей важны сведения о химическом составе, необходимые для определениярежима горячей обработки.

Стали группы В дороже, чем стали групп А и Б, их применяют дляответственных деталей (для производства сварных конструкций).

Углеродистые стали обыкновенного качества (всех трех групп)предназначены для изготовления различных металлоконструкций, а такжеслабонагруженных деталей машин и приборов. Эти стали, используются, когдаработоспособность деталей и конструкций обеспечивается жесткостью. Углеродистыестали обыкновенного качества широко используются в строительстве приизготовлении железобетонных конструкций. Способностью к свариванию и к холоднойобработке давлением отвечают стали групп Б и В номеров 1-4, поэтому из нихизготавливают сварные фермы, различные рамы и строительные металлоконструкции,кроме того, крепежные изделия, часть из которых подвергается цементации.

Среднеуглеродистые стали номеров 5 и 6, обладающие большойпрочностью, предназначаются для рельсов, железнодорожных колес, а также валов,шкивов, шестерен и других деталей грузоподъемных и сельскохозяйственных машин.Некоторые детали из этих сталей групп Б и В подвергаются термической обработке– закалке с последующим высоким отпуском.

В машиностроении углеродистые качественные стали, используютсядля изготовления деталей разного, чаще всего неответственного назначения иявляются достаточно дешевым материалом. В промышленность эти стали поставляютсяв виде проката, поковок, профилей различного назначения с гарантированнымхимическим составом и механическим свойствами.

В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, поставляемыепо ГОСТ 1050-74. Маркируются эти стали двузначными цифрами 05, 08, 10, 15, 20,…, 75, 80, 85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых доляхпроцента.

К углеродистым сталям относят также стали с повышеннымсодержанием марганца (0,7-1,0 %) марок 15Г, 20Г, 25Г, …, 70Г, имеющихповышенную прокаливаемость.

Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие –с индексом соответственно «пс» и «кп». Кипящие стали производят марок 05кп,08кп, 10кп, 15кп, 20кп, полуспокойные – 08пс, 10пс, 15пс, 20пс.

Качественные стали широко применяются в машиностроении иприборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, асоответственно и термической обработки можно получить широкий диапазонмеханических и технологических свойств.

Низкоуглеродистые стали 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп отличаютсямалой прочностью и высокой пластичностью в холодном состоянии. Эти стали восновном производят в виде тонкого листа и используют после отжига илинормализации для холодной штамповки с глубокой вытяжкой. Они легко штампуютсяиз-за малого содержания углерода и незначительного количества кремния, что иделает их очень мягкими. Их можно использовать в автомобилестроении дляизготовления деталей сложной формы. Глубокая вытяжка из листа этих сталей применяетсяпри изготовлении консервных банок, эмалированной посуды и других промышленныхизделий.

Спокойные стали 08, 10 применяют в отожженном состоянии дляконструкций невысокой прочности – емкости, трубы и т. д.

Стали 10, 15, 20 и 25 также относятся к низкоуглеродистым сталям,они пластичны, хорошо свариваются и штампуются. В нормализованном состоянии восновном их используют для крепежных деталей – валики, оси и т. д.

Для увеличения поверхностной прочности этих сталей их цементуют(насыщают поверхность углеродом) и применяют для деталей небольшого размера,например слабонагруженных зубчатых колес, кулачков и т. д.

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 и аналогичные стали сповышенным содержанием марганца 30Г, 40Г и 50Г в нормализованном состоянии отличаютсяповышенной прочностью, но соответственно меньшей вязкостью и пластичностью. Взависимости от условий работы деталей из этих сталей к ним применяют различныевиды термообработки: нормализацию, улучшение, закалку с низким отпуском,закалку ТВЧ и др.

Среднеуглеродистые стали применяют для изготовления небольшихвалов, шатунов, зубчатых колес и деталей, испытывающих циклические нагрузки. Вкрупногабаритных деталях больших сечений из-за плохой прокаливаемостимеханические свойства значительно снижаются.

Высокоуглеродистые стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85, а также сповышенным содержанием марганца 60Г, 65Г и 70Г в основном используют дляизготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделий с высокойупругостью и износостойкостью. Их подвергают закалке и среднему отпуску наструктуру троостит в сочетании с удовлетворительной вязкостью и хорошимпределом выносливости.

2.2 Автоматные стали

Эти стали маркируют буквой А (автоматная) и цифрами,показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Еслиавтоматная сталь легирована свинцом, то обозначение марки начинается ссочетания букв «АС». Чтобы не проявлялась красноломкость, в сталях увеличеноколичество марганца. Добавление в автоматные стали свинца, селена и теллурапозволяет в 2-3 раза сократить расход режущего инструмента.

Улучшение обрабатываемости достигается модифицированием кальцием(вводится в жидкую сталь в виде силикокальция), который глобулизируетсульфидные включения, что положительно влияет на обрабатываемость, но не такактивно, как сера и фосфор.

Сера образует большое количество сульфидов марганца, вытянутых внаправлении прокатки. Сульфиды оказывают смазывающее действие, нарушая при этомсплошность металла. Фосфор повышает хрупкость феррита, облегчая отделениестружки металла во время процесса резания. Оба эти элемента способствуютуменьшению налипания на режущий инструмент и получению гладкой блестящейобрабатываемой поверхности.

Однако необходимо помнить, что повышение содержания серы ифосфора снижает качество стали. Стали, содержащую серу, имеют ярко выраженнуюанизотропию механических свойств и пониженную коррозионную стойкость.

Стали А11, А12, А20 используют для крепежных деталей и изделийсложной формы, не испытывающих больших нагрузок, но к ним предъявляются высокиетребования по точности размеров и чистоты поверхности.

Стали А30 и А40Г предназначены для деталей, испытывающих болеевысокие напряжения.

Свинец содержащие стали широко применяют для изготовления деталейдвигателя.

В автоматных селено содержащих сталях повышается обрабатываемостьза счет образования селенидов, сульфоселенидов, которые обволакивают твердыеоксидные включения и тем самым устраняют их истирающее действие. Кроме того,селениды сохраняют глобулярную форму после обработки давлением, поэтому практическине вызывают анизотропии свойств и не ухудшают коррозионную стойкость стали, каксера. Применение этих сталей снижает расход инструмента в два раза и до 30 %повышает производительность.

2.3 Конструкционные низколегированные стали

Низколегированные стали, содержат до 2,5 % легирующих элементов.Обозначение марки включает в себя цифры и буквы, указывающие на примерныйсостав стали. В начале марки приводятся двузначные цифры, указывающие среднеесодержание углерода в сотых долях процента. Буквы справа от цифры обозначаютлегирующие элементы: А – азот, Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д –медь, Е – селен, К – кобальт, Н – никель, М – молибден, П – фосфор, Р – бор, С– кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Х – хром, Ц – цирконий, Ч – редкоземельныеэлементы, Ю – алюминий. Следующие после буквы цифры указывают примерноесодержание (в целых процентах) соответствующего легирующего элемента (присодержании 1-1,5 % и менее цифра отсутствует).

К данной группе относят, стали с содержанием углерода 0,1-0,3 %,обеспечивающие после химико-термической обработки, закалки и низкого отпускавысокую поверхностную твердость при вязкой, но достаточно прочной сердцевине.Эти стали, используют для изготовления деталей машин и приборов (кулачков,зубчатых колес и др.), испытывающих переменные и ударные нагрузки иодновременно подверженных износу.

2.4 Конструкционные цементуемые стали

Карбидо- и нитридообразующие элементы (такие, как Cr, Mn, Mo и др.) способствуютповышению прокаливаемости, поверхностной твердости, износостойкости иконтактной выносливости. Никель повышает вязкость сердцевины и диффузионногослоя и снижает порог хладноломкости. Цементуемые (нитроцементуемые)легированные стали по механическим свойствам подразделяют на две группы: сталисредней прочности с пределом текучести менее 700 МПа(15Х, 15ХФ) и повышенное прочности с пределом текучести 700-1100 МПа (12Х2Н4А, 18Х2Н4МА и др.).

Хромистые (15Х, 20Х) и хромованадиевые (15ХФ) стали цементуютсяна глубину до 1,5 мм. После закалки (880 0С, вода, масло) и последующегоотпуска (180 0С, воздух, масло) стали имеют следующие свойства: σв  =690-800 МПа, δ = 11-12%, KCU = 0,62 МДж/м2.

Хромомарганцевые стали (18ХГТ, 25ХГТ), широко применяемые вавтомобилестроении, содержат по 1 % хрома и марганца (дешевого заменителяникеля в стали), а также 0,06 % титана. Их недостатком является склонность квнутреннему окислению при газовой цементации, что приводит к снижению твердостислоя и предела выносливости. Этот недостаток устраняется легированием сталимолибденом (25 ХГМ). Для работы в условиях изнашивания используют сталь 20ХГР,легированную бором. Бор повышает прокаливаемость, и прочность стали, но снижаетее вязкость и пластичность.

Хромоникельмолибденовая (вольфрамовая) сталь 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА)относится к мартенситному классу и закаливается на воздухе, что способствуетуменьшению коробления. Легирование хромоникелевых сталей W или Mo дополнительно повышает ихпрокаливаемость. Причем Мо существенно повышает прокаливаемость цементованногослоя, в то время как хром и марганец увеличивают прежде всего прокаливаемостьсердцевины. В цементованном состоянии данную сталь применяют для изготовлениязубчатых колес авиационных двигателей, судовых редукторов и других крупныхдеталей ответственного назначения. Эту сталь используют также как улучшаемуюпри изготовлении деталей, подверженных большим статическим и ударным нагрузкам.

2.5 Конструкционные улучшаемые стали

Улучшаемыми называют такие стали, которые используются послезакалки с высоким отпуском (улучшения). Эти стали (40Х, 40ХФА, 30ХГСА, 38ХН3МФАи др.) содержат 0,3-0,5 % углерода и 1-6 % легирующих элементов. Стализакаливают с 820-880 0С в масле (крупные детали – в воде); высокийотпуск производят при 500-650 0С с последующим охлаждением в воде,масле или на воздухе (в зависимости от состава стали). Структура стали послеулучшения – сорбит. Данные стали применяют для изготовления валов, шатунов,штоков и других деталей, подверженных воздействию циклических или ударныхнагрузок. В связи с этим улучшаемые стали должны обладать высоким пределомтекучести, пластичностью, вязкостью, малой чувствительностью к надрезу.

Стали относятся к мартенситному классу, слабо разупрочняются принагреве до 300-400 0С. Из них изготавливают валы и роторы турбин,тяжело нагруженные детали редукторов и компрессоров.

2.6 Рессорно-пружинные стали

Пружины, рессоры и другие упругие элементы работают в областиупругой деформации материала. В то же время многие из них подверженывоздействию циклических нагрузок. Поэтому основные требования к пружиннымсталям – это обеспечение высоких значений пределов упругости, текучести,выносливости, а также необходимой пластичности и сопротивления хрупкомуразрушению.

Стали для пружин и рессор содержат 0,5-0,75 % С; их такжедополнительно легируют кремнием (до 2,8 %), марганцем (до 1,2 %), хромом (до1,2 %), ванадием (до 0,25 %), вольфрамом (до 1,2 %) и никелем (до 1,7 %). Приэтом происходит измельчение зерна, способствующее возрастанию сопротивлениястали малым пластическим деформациям, а следовательно, ее релаксационнойстойкости.

Широкое применение на транспорте нашли кремнистые стали 55С2,60С2А, 70С3А. Однако они могут подвергаться обезуглероживанию, графитизации,резко снижающим характеристики упругости и выносливости материала. Устранениеуказанных дефектов, а также повышение прокаливаемости и торможение роста зернапри нагреве достигается дополнительным введением в кремнистые стали хрома,ванадия, вольфрама и никеля.

Лучшими технологическими свойствами, чем кремнистые стали,обладает сталь 50ХФА, широко используемая для изготовления автомобильныхрессор. Клапанные пружины делают из стали 50ХФА, не склонной кобезуглероживанию и перегреву, но имеющей малую прокаливаемость.

Термическая обработка легированных пружинных сталей (закалка850-880 0С, отпуск 380-550 0С) обеспечивают получениевысоких пределов прочности и текучести. Применяется также изотермическаязакалка.

Максимальный предел выносливости получают при термическойобработке на твердость HRC42-48.

Для изготовления пружин также используют холоднотянутую проволоку(или ленту) из высокоуглеродистых сталей 65, 65Г, 70, У8, У10 и др.

Пружины и другие элементы специального назначения изготавливаютиз высокохромистых мартенситных (30Х13), мартенситно-стареющих (03Х12Н10Д2Т),аустенитных нержавеющих (12Х18Н10Т), аустенитно-мартенситных (09Х15Н8Ю) идругих сталей и сплавов.

2.7 Шарикоподшипниковые стали

Для обеспечения работоспособности изделий шарикоподшипниковаясталь должна обладать высокой твердостью, прочностью и контактнойвыносливостью. Это достигается повышением качества металла: его очисткой отнеметаллических включений и уменьшением пористости посредством использованияэлектрошлакового или вакуумно-дугового переплава.

При изготовлении деталей подшипника широко используютшарикоподшипниковые (Ш) хромистые (Х) стали ШХ15СГ (последующая цифра 15указывает содержание хрома в десятых долях процента – 1,5 %). ШХ15СГдополнительно легирована кремнием и марганцем для повышения прокаливаемости.Отжиг стали на твердость порядка 190 НВ обеспечивает обрабатываемостьполуфабрикатов резанием и штампуемость деталей в холодном состоянии. Закалкадеталей подшипника (шариков, роликов и колец) осуществляется в масле стемператур 840-860 0С. Перед отпуском детали охлаждают до 20-25 0Сдля обеспечения стабильности их работы (за счет уменьшения количестваостаточного аустенита). Отпуск стали проводят при 150-170 0С втечение 1-2 ч.

Детали подшипников качения, испытывающие большие динамическиенагрузки, изготавливают из сталей 20Х2Н4А и 18ХГТ с последующей их цементациейи термической обработкой. Для деталей подшипников, работающих в азотной кислотеи других агрессивных средах, используется сталь 95Х18, содержащая 0,95 % С и 18% Cr.

2.8 Износостойкие стали

Износостойкость деталей обычно в первую очередь обеспечиваетсяповышенной твердостью поверхности. Однако высокомарганцевая аустенитная сталь110Г13Л (1,25 % С, 13 % Mn, 1 % Cr, 1 % Ni) при низкой начальнойтвердости (180-220 НВ) успешно работает на износ в условиях абразивного трения,сопровождаемого воздействием высокого давления и больших динамических (ударных)нагрузок (такие условия работы характерны для траков гусеничных машин, щекдробилок и др.). Это объясняется повышенной способностью стали упрочняться впроцессе холодной пластической деформации, равной 70 %, твердость сталивозрастает с 210 НВ до 530 НВ. Высокая износостойкость стали достигается нетолько деформационным упрочнением аустенита, но и образованием мартенсита сгексагональной или ромбоэдрической решеткой. При содержании фосфора более 0,025% сталь становится хладноломкой. Структура литой стали представляет собойаустенит с выделившимся по границам зерен избыточными карбидами марганца,снижающими прочность и вязкость материала. Для получения одно-фазнойаустенитной структуры отливки закаливают в воде с температуры 1050-1100 0С.В таком состоянии сталь имеет высокую пластичность, низкую твердость иневысокую прочность.

Изделия, работающие в условиях кавитационного износа,изготавливают из сталей 30Х10Г10, 0Х14Г12М.

2.9 Корозионностойкие стали

Стали, устойчивые против электрохимической коррозии, называютсякоррозионно-стойкими (нержавеющими). Устойчивость стали против коррозиидостигается введением в нее элементов, образующих на поверхности плотные,прочно связанные с основой защитные пленки, препятствующие непосредственномуконтакту стали с агрессивной средой, а также повышающие ее электрохимическийпотенциал в данной среде.

Нержавеющие стали, разделяют на две основные группы: хромистые ихромоникелевые.

Хромистые коррозионно-стойкие стали применяют трех типов: с 13,17 и 27 % Cr,при этом в сталях с 13 % Crсодержание углерода может изменяться в зависимости от требований в пределах от0,08 до 0,40 %. Структура и свойства хромистых сталей зависят от количествахрома и углерода. В соответствии со структурой, получаемой при нормализации,хромистые стали подразделяют на следующие классы: ферритный (стали 08Х13,12Х17, 15Х25Т, 15Х28), мартенситно- ферритный (12Х13) и мартенситный (20Х13,30Х13, 40Х13).

Стали с низким содержанием углерода (08Х13, 12Х13) пластичны, хорошосвариваются и штампуются. Их подвергают закалке в масле (1000-1050 0С)с высоким отпуском при 600-800 0С и применяют для изготовлениядеталей, испытывающих ударные нагрузки (клапаны гидравлических прессов) илиработающих в слабоагрессивных средах (лопатки гидравлических и паровых турбин икомпрессора). Эти стали можно использовать при температурах до 450 0С(длительная работа) и до 550 0С (кратковременно). Стали 30Х13 и40Х13 обладают высокой твердостью и повышенной прочностью. Эти стали закаливаютс 1000-1050 0С в масле и отпускают при 200-300 0С. Этистали используют для изготовления карбюраторных игл, пружин, хирургическихинструментов и т.д. Высокохромистые стали ферритного класса (12Х17, 15Х25Т и15Х28) обладают более высокой коррозионной стойкостью по сравнению со сталями,содержащими 13 % Cr.Эти стали термической обработкой не упрочняются. Они склонны к сильному ростузерна при нагреве свыше 850 0С. Высокохромистые стали ферритногокласса используются часто как окалиностойкие.

Хромоникелевые нержавеющие стали в зависимости от структурыподразделяют на аустенитные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-ферритные.Структура хромоникелевых сталей зависит от содержания углерода, хрома, никеля идругих элементов.

Стали аустенитного класса с 18 % Cr и 9-10 % Ni (12Х18Н9, 17Х18Н9 и др.) в результатезакалки приобретают аустенитную структуру и характеризуются высокойпластичностью, умеренной прочностью, хорошей коррозионной стойкостью вокислительных средах. Эти стали технологичны (хорошо свариваются, штампуются,подвергаются холодной прокатке и т.д.).

Стали 12Х18Н9, 17Х18Н9 после медленного охлаждения из аустенитнойобласти имеют структуру состоящую из аустенита, феррита и карбидов. С цельюрастворения карбидов, а также предотвращения их выделения в процессе медленногоохлаждения аустенитные стали нагревают до 1050-1120 0С и закаливаютв воде, масле или на воздухе. Аустенитные стали не склонны к хрупкомуразрушению при низких температурах, поэтому хромоникелевые коррозионно-стойкиестали широко используются в криогенной технике для хранения сжиженных газов,изготовления оболочек топливных баков и ракет и т.д.

Стали аустенитно-мартенситного класса (09Х15Н8Ю, 09Х17Н7Ю)получили широкое применение в основном как высокопрочные. Они хорошосвариваются, устойчивы против атмосферной коррозии. С целью обеспечениядостаточной прочности и одновременно повышенной коррозионной стойкости сталь09Х15Н8Ю подвергается следующей термической обработке: закалке на аустенит(925-975 0С) с последующей обработкой холодом (-70 0С) истарением (350-3800С).

Эти стали применяют для изготовления обшивки, сопловыхконструкций и силовых элементов узлов летательных аппаратов.

Стали аустенитно-ферритного класса (08Х22Н6Т, 03Х23Н6,08Х21Н6М2Т, 10Х25Н5М2 и др.) содержат 18-30 % Cr, 5-8 % Ni, до 3 % Mo, 0,03-0,10 % С, а также добавки Ti, Nb, Cu, Si и Ni. Эти стали после закалки вводе с 1000-1100 0С имеют структуру, состоящую из равномернораспределенных между собой зерен аустенита и феррита с содержанием последнегопорядка 40-60 %. Эти стали, применяют в химическом и пищевом машиностроении,судостроении, авиации, медицине.

2.10 Жаропрочные стали и сплавы

Эти стали, используются при работе под нагрузкой и обладаютдостаточной жаростойкостью при температурах выше 500 0С.

Жаропрочные стали перлитного класса – это низколегированные стали(12Х1МФ, 25Х1М1Ф, 20Х1М1Ф1Бр и др.), содержащие 0,08-0,25 % С и легирующиеэлементы – Cr, V, Mo, Nb. Лучшийкомплекс механических свойств обеспечивается закалкой в масле (илинормализацией) с 880-1080 0С с последующим высоким отпуском при640-750 0С. Стали перлитного класса используются для изготовлениядеталей, длительно работающих в режиме ползучести при температурах до 500-580 0Си малых нагрузках: это трубы пароперегревателей, арматура паровых котлов,детали крепежа.

Стали мартенситного и мартенситно-ферритного классов (15Х11МФ,11Х11Н2В2МФ, 15Х12ВНМФ, 18Х12ВМБФР и др.) используются при температурах до580-600 0С. Стали с меньшим содержанием хрома (до 11 %) принадлежатк мартенситному классу, а с большим (11-13 %) – к мартенситно-ферритному.Стали, закаливают на мартенсит с температур 1000-1100 0С в масле илина воздухе. После отпуска при 600-750 0С стали приобретают структурусорбита. Стали, используют для изготовления деталей газовых турбин ипаросиловых установок.

Аустенитные стали, обладают большей жаропрочностью, чеммартенситные, — их рабочие температуры достигают 700-750 0С.Аустенитные стали пластичны, хорошо свариваются. По способу упрочненияаустенитные стали, подразделяют на три группы:

1) твердые растворы, не упрочняемые старением;

2) твердые растворы с карбидным упрочнением;

3) твердые растворы с интерметаллидным упрочнением.

Стали первой группы (08Х15Н24В4ТР, 09Х14Н19В2БР) применяют взакаленном состоянии (закалка 1100-1600 0С, вода или воздух). Этистали используют для изготовления трубопроводов силовых установок высокогодавления, работающих при 600-700 0С.

Аустенитные жаропрочные стали с карбидным и интерметаллиднымупрочнением, как правило, подвергают закалке с 1050-1200 0С в воде,масле или на воздухе и последующему старению при 600-850 0С.

Стали с интерметаллидным упрочнением используют для изготовлениякамер сгорания, дисков и лопаток турбин, а также сварных конструкций,работающих при температурах до 700 0С.

Жаропрочные сплавы на железоникелевой основе (например, ХН35ВТ,ХН35ВТЮ и др.) дополнительно легированы хромом, титаном, вольфрамом, алюминием,бором. Они упрочняются, как и аустенитные стали, закалкой и старением. СплавХН35ВТЮ применяют для изготовления турбинных лопаток и дисков, колец сопловогоаппарата и других деталей, работающих при температурах до 750 0С.

еще рефераты
Еще работы по материаловедению