25524

Конструкционные сплавы черных металлов. Стали и чугуны

Лекция

Производство и промышленные технологии

Легированная сталь — сталь, которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.

Русский

2014-10-16

136 KB

2 чел.

Лекции 9

Конструкционные сплавы черных металлов. Стали и чугуны.

1.1. Влияние легирующих элементов. Классификация. Маркировка легированных сталей.

Легированная сталь — сталь, которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.

Легирующие добавки повышают прочность, коррозийную стойкость стали, снижают опасность хрупкого разрушения. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, медь, азот (в химически связанном состоянии), ванадий и др.

Легированную сталь по степени легирования разделяют на:

низколегированную (легирующих элементов до 2,5 %),

среднелегированную (от 2,5 до 10 %),

высоколегированную (от 10 до 50 %).

Маркировка

Легированные стали маркируются цифрами и буквами, указывающими примерный состав стали. Буква показывает, какой легирующий элемент входит в состав стали.

Маркировка

Элемент

Г

марганец

Mn

С

кремний

Si

Х

хром

Cr

Н

никель

Ni

Д

медь

Cu

А

азот

N

Ф

ванадий

V

Б

ниобий

Nb

В

вольфрам

W

Е

селен

Se

К

кобальт

Co

Л

бериллий

Be

М

молибден

Mo

Р

бор

B

Т

титан

Ti

Ю

алюминий

Al

Ц

цирконий

Zr

П

фосфор

P

Ч

редкоземельные металлы

Стоящая за буквой цифра обозначает среднее содержание элемента в процентах. Если элемента содержится менее 1 %, то цифры за буквой не ставятся. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, если цифра одна, то содержание углерода в десятых долях процента.

Дополнительные обозначения в начале марки:

Р — быстрорежущая;

Ш — шарикоподшипниковая;

А — автоматная;

Э — электротехническая;

Л - полученная литьём;

и др.

Исключения:

содержание в шарикоподшипниковых сталях хрома в десятых долях процента (например ШХ4 — Cr 0,4 %);

в марке быстрорежущей стали, цифра после «Р» — содержание вольфрама в %, и во всех быстрорежущих сталях содержание хрома 4 %.

Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце — сталь высококачественная (содержание фосфора и серы в такой стали не превышает 0,03%).

Пример:

сталь 18ХГТ — 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi;

сталь 38ХНЗМФА — 0,38 % С, 1,2—1,5 % Сr; 3 % Ni, 0,3—0,4 % Мо, 0,1—0,2 % V;

сталь 30ХГСА — 0,30 % С, 0,8—1,1 % Сr, 0,9—1,2 % Мn, 0,8—1,25 % Si;

сталь 03Х13АГ19 — 0,03 % С, 13 % Сr, 0,2—0,3 % N, 19 % Мn.

В высоколегированных сплавах число, обозначающее массовую долю элемента ставится перед буквой элемента, а не после.

1.2. Конструкционные стали общего назначения: цементуемые, улучшаемые, высокопрочные, износостойкие, нержавеющие.

Конструкционная сталь — сталь, которая применяется для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладает определёнными механическими, физическими и химическими свойствами. Конструкционные стали подразделяются на несколько подгрупп.

Качество конструкционных углеродистых сталей

Качество конструкционных углеродистых сталей определяется наличием в стали вредных примесей фосфора (P) и серы (S). Фосфор — придаёт стали хладноломкость (хрупкость). Сера — самая вредная примесь — придаёт стали красноломкость. Содержание вредных примесей в стали:

Обыкновенного качества — P и S — до 0.05 % (маркировка Ст).

Качественная — P и S — до 0.035 % (маркировка Сталь).

Высококачественная — P и S — до 0.025 % (маркировка А в конце марки).

Особовысококачественная — Р и S — до 0.015 % (маркировка Ш в конце марки).

Стали конструкционные углеродистые обыкновенного качества

Широко применяются в строительстве и машиностроении, как наиболее дешёвые, технологичные, обладающие необходимыми свойствами при изготовлении конструкций массового назначения. В основном эти стали используют в горячекатанном состоянии без дополнительной термической обработки с ферритно-перлитной структурой. В зависимости от последующего назначения конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества подразделяют на три группы: А, Б, В.

Стали группы А

Поставляются с определёнными регламентированными механическими свойствами. Их химический состав не регламентируется. Эти стали применяются в конструкциях, узлы которых не подвергаются горячей обработке — ковке, горячей штамповке, термической обработке и т. д. В связи с этим механические свойства горячекатаной стали сохраняются.

Стали группы Б

Поставляются с определённым регламентированным химическим составом, без гарантии механических свойств. Эти стали применяются в изделиях, подвергаемых горячей обработке, технология которой зависит от их химического состава, а конечные механические свойства определяются самой обработкой.

Стали группы В

Поставляются с регламентируемыми механическими свойствами и химическим составом. Эти стали применяются для изготовления сварных конструкций. Их свариваемость определяется химическим составом, а механические свойства вне зоны сварки определены в состоянии поставки. Такие стали применяют для более ответственных деталей.

По степени раскисления

Степень раскисления определяется содержанием кремния (Si) в этой стали. По степени раскисления углеродистые стали обыкновенного качества делятся на:

спокойные (СП) — 0.12-0.3 % (Si)

полуспокойные (ПС) — 0.07-0.12 % (Si)

кипящие (КП) — не более 0.07 % (Si)

Маркировка

Основные марки конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества:

Ст1кп2; БСт2пс; ВСт3Гпс; Ст4-2; … ВСт6сп3.

Буква перед маркой показывает группу стали. Сталь группы А — буквой не обозначается.

Ст — показывает, что сталь обыкновенного качества.

Первая цифра — номер по ГОСТу (от 0 до 6).

Буква Г после первой цифры — повышенное содержание марганца (Mn)-(служит для повышения прокаливаемости стали).

сп; пс; кп — степень раскисления стали (Для стали группы А отсутствие обозначения подразумевает "сп").

Вторая цифра — номер категории стали (от 1 до 6 — основные механические свойства). Сталь 1-ой категории цифрой не обозначается.

Тире между цифрами указывает, что заказчик не предъявлял требований к степени раскисления стали.

Применение

Ст1; Ст2 — проволока, гвозди, заклёпки.

Ст3; Ст4 — крепёжные детали, фасонный прокат.

Ст5; Ст6 — слабонагруженные валы, оси.

Стали углеродистые качественные

Качественными углеродистыми сталями являются стали марок: Сталь08; Сталь10; Сталь15 …; Сталь78; Сталь80; Сталь85, Также к этому классу относятся с повышенным содержанием марганца (Mn — 0.7-1.0 %): Сталь 15Г; 20Г … 65Г, имеющие повышенную прокаливаемость.

Маркировка

Сталь — слово «Сталь» указывает, что данная углеродистая сталь качественная. (В настоящее время слово "Сталь" не пишется, указывается только индекс и последующие буквы)

Цифра — указывает на содержание в стали углерода (С) в сотых долях процента.

Применение

Низкоуглеродистые стали марок Сталь08, Сталь08КП, Сталь08ПС относятся к мягким сталям, применяемым чаще всего в отожжённом состоянии для изготовления деталей методом холодной штамповки - глубокой вытяжки. стали марок Сталь10, Сталь15, Сталь20, Сталь25 обычно используют как цементируемые, а высокоуглеродистые Сталь60 … Сталь85 — для изготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделий с высокой упругостью и износостойкостью.

Сталь30 … Сталь50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца Сталь30Г, Сталь40Г, Сталь50Г применяют для изготовления самых разнообразных деталей машин.

Стали повышенной обрабатываемости (автоматные)

К сталям с повышенной обрабатываемостью или автоматным сталям относят стали с высоким содержанием серы и фосфора, а также стали, специально легированные селеном (Se), теллуром (Те) или свинцом (Pb). Указанные элементы способствуют повышению скорости резания, уменьшают усилие резания и изнашиваемость инструмента улучшают чистоту и размерную точность обработанной поверхности, облегчают отвод стружки из зоны резания и т. д. Эти стали используют в массовом производстве для изготовления деталей на станках-автоматах.

Стали с повышенным содержанием серы и фосфора обладают пониженными механическими свойствами и их используют для изготовления малонагруженных деталей (например, метизов).

По мере развития технологий лазерной резки были разработаны специальные конструкционные стали для лазерной резки. Их отличительной особенностью является более предсказуемое поведение листа после резки (пониженный уровень внутренних напряжений в металле).

Маркировка

В начале обозначения марки автоматной стали всегда стоит буква А.

Легированные конструкционные стали

Легированные конструкционные стали применяются для наиболее ответственных и тяжелонагруженных деталей машин. Практически всегда эти детали подвергаются окончательной термической обработке — закалке с последующим высоким отпуском в районе 550—680 °C (улучшение), что обеспечивает наиболее высокую конструктивную прочность. Легирующие элементы — химические элементы, которые вносят в состав конструкционных сталей для придания им требуемых свойств. Ведущая роль легирующих элементов в конструкционных сталях заключается и в существенном повышении их прокаливаемости. Основными легирующими элементами этой группы сталей являются хром (Cr), марганец (Mn), никель (Ni), молибден (Mo), ванадий (V) и бор (В). Содержание углерода (С) в легированных конструкционных сталях — в пределах 0.25-0.50 %.

Маркировка

Две цифры вначале маркировки указывают на конструкционные стали (одна цифра — на инструментальные). Это содержание в стали углерода в сотых долях процента.

Буква без цифры — определённый легирующий элемент с содержанием в стали менее 1 %.(А-азот, Р-бор, Ф-ванадий, Г-марганец, Д-медь, К-кобальт, М-молибден, Н-никель, С-кремний, Х-хром, П-фосфор, Ч-редкоземельные металлы, В-вольфрам, Т-титан, Ю-алюминий, Б-ниобий)

Буква и цифра после неё — определённый легирующий элемент с содержанием в процентах (цифра).

Буква А в конце маркировки — указывает на высококачественную сталь.

Например 38Х2Н5МА — это среднелегированная высококачественная хромоникелевая конструкционная сталь. Химический состав: углерод — около 0,38 %; хром — около 2 %; никель — около 5 %; молибден — около 1 %.

Стали конструкционные теплоустойчивые

К теплоустойчивым конструкционным относятся стали, используемые в энергетическом машиностроении для изготовления котлов, сосудов, паронагревателей, паропроводов, а также в других отраслях промышленности для работы при повышенных температурах. Рабочие температуры теплоустойчивых сталей достигают 600—650 °C, причём детали из них должны работать без замены длительное время (до 10000-20000 ч.).

При давлениях 6 МПа и температурах до 400 °C используются углеродистые котельные стали (12К, 15К, 18К, 20К). Для деталей энергоблоков, работающих при давлении до 25.5 МПа и температурой до 585 °C применяются стали, легированные хромом, молибденом, ванадием. Содержание углерода 0.08-0.27 %. Термообработка этих сталей заключается в закалке или нормализации с обязательным высоким отпуском.

Стали конструкционные подшипниковые

Особенностью эксплуатации подшипников являются высокие локальные нагрузки. В связи с этим к чистоте стали предъявляются чрезвычайно высокие требования, особенно по неметаллическим включениям карбидной неоднородности. Обеспечение высокой статической грузоподъёмности достигается применением в качестве материала для подшипников заэвтектоидных легированных хромом сталей, обработанных на высокую твёрдость.

Маркировка

ШХ9, ШХ15.

Содержание углерода — около 1 %;

Содержание хрома в десятых долях процента (например: ШХ15 — хром — около 1.5 %)

Стали конструкционные рессорно-пружинные

14ХН4А, 38Х2Н5М, 20ХН3А.

Общее требование, предъявляемое к рессорно-пружинным сталям, — обеспечение высокого сопротивления малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкости (сопротивление релаксации напряжений). Эти характеристики обеспечивают точность и надёжность работы пружин и постоянство во времени таких эксплуатационных свойств, как крутящий момент, силовые параметры. Пружинные стали в виде проволоки и ленты упрочняют холодной пластической деформацией и закалкой на мартенсит с последующим отпуском. Готовые пружины подвергают стабилизирующему отпуску.

1.3. Инструментальные материалы: инструментальные и  быстрорежущие стали, твердые сплавы и режущая керамика.

Инструментальные материалы

Инструментальными являются материалы, основное предназначение которых – оснащение рабочей части инструментов.
1. Инструментальные стали:


- углеродистые стали;
- легированные стали;
- быстрорежущие стали.


2. Твердые сплавы.
3. Сверхтвердые материалы.
4. Минералокерамика.



Инструментальные стали

1. Углеродистые инструментальные стали обозначаются буквой У. Цифра показывает массовое содержание углерода в стали, умноженное на 10. В стали У10 содержание углерода составляет 1%. Буква А – высококачественная сталь с пониженным содержанием примесей. Применяются для инструмента, работающего с небольшой скоростью - например для напильников.
Пример углеродистых инструментальных сталей: У7, У7А до У13, У13А.
Твердость после термообработки: 58…63 HRCэ.
Теплостойкость: 200 – 220’С.
Теплостойкость – это свойство стали сохранять режущие свойства при повышении температуры в зоне резания.
Применение: напильники, зубила, ручные метчики, то есть инструмент, работающий с небольшой скоростью.

2. Легированные инструментальные стали обозначаются цифрой, характеризующей массовое содержание углерода в десятых долях процента ( если цифры нет, то углерода 1%), за которой следуют буквы, соответствующие легирующим элементам ( Г-марганец, Х-хром, С-кремний, В-вольфрам, Ф-ванадий) и цифры, обозначающие элементы в процентах. Например, в стали 9ХС: 0.9% - углерода, 1% - хрома, 1% - кремния. Остальное: железо и примеси.
Твердость после термообработки: 63…66 HRCэ.
Теплостойкость до 250’C.
Применение: ручные плашки, резьбовые калибры, ручные ножовочные полотна.

3. Быстрорежущие стали обозначаются буквами ( Р – вольфрам, М – молибден, Ф – ванадий, А – азот, К – кобальт, Т – титан, Ц – цирконий).
Например, сталь марки 11Р3АМ3Ф2 содержит: 1.1% - углерода, 3% - вольфрама, 1% - азота, 3% - молибдена, 2% - ванадия.
Примеры быстрорежущих сталей: Р18, Р12, Р9, Р6М5, Р6М5К5.
Твердость после термообработки: 63…65HRCэ.
Теплостойкость: 620…630’C.
Применяется для всех видов режущего инструмента, используемого на станках со скоростью резания до 20м/с.



Твердые сплавы

Стандартные марки твердых сплавов состоят из карбидов вольфрама (В), титана (Т), тантала (Т). В качестве связки используется кобальт (К).
Например, в сплаве ВК8: 8% - кобальта и 92% - карбида вольфрама.
В сплаве Т5К10: 5% - карбида титана, 10% - кобальта и 85% - карбида вольфрама.
Обращаю Ваше внимание, что в отличие от сталей в твердых сплавах нет железа.
Твердость твердых сплавов около 90 HRA.
Теплостойкость: 800 – 1000’C.
Скорость резания до 200м/с.

Преимущественно сплавы типа ВК используются для обработки серого чугуна., цветных металлов и их сплавов, а также коррозионно-стойких труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе и сплавов титана.
Сплавы типа ТК – титано-вольфрамовая группа сплавов, используемая для обработки углеродистых и легированных сталей, причем с большим содержанием титана (Т30К4) на чистовых режимах, а с увеличенным содержанием кобальта (Т5К12) на черновых режимах.

Выделены три группы применяемости твердосплавного инструмента:


1. Группа Р – для материалов, дающих сливную стружку (сталь);
2. Группа К – для материалов, дающих стружку надлома (чугун);
3. Группа М – универсальные сплавы.



Каждая группа имеет свой маркированный цвет: Р – синий, К – красный, М – желтый.
Твердосплавные материалы поставляются в различных видах. Заготовки под напайку регламентированы ГОСТом 25393 – 82. Каждая форма и типоразмер имеют свой номер по ГОСТу, состоящий из пяти цифр. При заказе этих пластин надо указать номер ГОСТа, который определяет форму, номер конкретной пластины в этом ГОСТе, а также марку сплава.

Широко используются также сменные многогранные пластины (СМП). СМП крепятся на корпусе инструмента механическим способом, например винтом через центральное отверстие, прихватом или клином. СМП не перетачиваются после износа всех граней, а отправляются на переработку. Переточка СМП не имеет никакого смысла, т.к. после переточки уменьшаются размеры пластины, а паз на корпусе инструмента рассчитан на размеры новой пластины. Замену СМП можно производить на инструменте, не снимая его со станка. СМП выпускаются различных классов допуска: U, G, M, E, C. При заказе СМП необходимо указать номер ГОСТа, который определяет форму. Так например пластины режущие, сменные, многогранные, твердосплавные квадратной формы имеют размеры и конструкцию по ГОСТу 19049 – 80. Пластина с гранью 12.7 мм, толщиной 3.18 мм, класса допуска «U» имеет номер в этом ГОСТе 03111-120308 или буквенное обозначение SNUN-120308, причем каждая цифра или буква имеют свой смысл. Цифры 03111 или буквы SNUN определяют форму пластины и класс допуска. Число 12 значит длину режущей кромки пластины, а именно 12.7мм, число 03 – толщину пластины 3.18мм, а 08 – радиус округления при вершине 0.8мм.


Минералокерамика

Минералокерамические инструментальные материалы обладают высокой твердостью, тепло- и износостойкостью. Их основой является глинозем Al2O3 (оксидная керамика) или смесь Al2O3 с карбидами и нитридами (керметы). Пример таких материалов ВОК60, Кортинит. Твердость до 94 HRA.

Назначение: чистовая и получистовая обработка закаленных сталей (45-60 HRCэ), чугунов. Скорость резания до 400м/с. Минералокерамика поставляется в виде неперетачиваемых многогранных пластин, форма и размеры которых определены ГОСТом 25003 – 81.

Пластины выпускаются следующих форм: правильный трехгранник, квадрат, ромб с углом 80’, круг. Крепление в корпусах инструмента, в основном резцов и фрез, происходит только механическим способом, а именно прихватом сверху, т.к. эти пластины не имеют отверстий.


Сверхтвердые материалы

Сверхтвердые материалы обладают высокой твердостью (до 96 HRA), износостойкостью, низким коэффициентом трения. Подразделяются на материалы на основе природных и синтетических алмазов и на основе кубического нитрида бора. Всем хорош алмаз. Он и твердый, и износостойкий, и прочный, но и он имеет один, но очень существенный недостаток: он химически активен к железу, поэтому сталь им обрабатывать нельзя. Применяют алмазный инструмент для шлифования твердых сплавов, заточки и доводки твердосплавного инструмента, правки шлифовальных кругов.

Наиболее характерным представителем сверхтвердых материалов на основе кубического нитрида бора является эльбор (или композит 01). Он предназначен для чистовой обработки закаленных сталей с HRCэ до 63. То есть К01 запросто можно обрабатывать закаленные инструментальные стали. Композитом также можно шлифовать твердый сплав, т.е. затачивать твердосплавный инструмент. Форма и размеры пластин из сверхтвердых материалов определены ТУ2-035-808-81. Бывают следующие формы пластин: круглые, квадратные, ромбические, трехгранные. Крепление пластин из сверхтвердых материалов, также как и пластин, из минералокерамики, происходит только механическим способом.

1.4. Стали, устойчивые против  коррозии, жаропрочные стали и сплавы, материалы абразивных инструментов.

Коррозионностойкой (или нержавеющей) называют сталь, обладающую высокой химической стойкостью в агрессивных средах. Коррозионностойкие стали получают легированием низко- и среднеуглеродистых сталей хромом, никелем, титаном, алюминием, марганцем. Антикоррозионные свойства сталям придают введением в них большого количества хрома или хрома и никеля. Наибольшее распространение получили хромистые и хромо-никелевые стали.
Хромистые стали более дешевые, однако хромоникелевые обладают большей коррозионной стойкостью. Содержание хрома в нержавеющей стали должно быть не менее 12 % (см. табл.). При меньшем количестве хрома сталь не способна сопротивляться коррозии, так как ее электродный потенциал становится отрицательным.
Наибольшая коррозионная стойкость сталей достигается после соответствующей термической и механической обработки. Так, для стали 12X13 лучшая коррозионная стойкость достигается после закалки в масле (1000 — 1100 °С), отпуска (700—750 °С) и полировки. Эта сталь устойчива в слабоагрессивных средах (вода, пар). Сталь 40X13 применяют после закалки в масле с температурой 1000—1050 °С и отпуска (180—200 °С) со шлифованной и полированной поверхностью. После термической обработки эта сталь обладает высокой твердостью (НRС 52—55).

Химический состав (%) некоторых нержавеющих сталей

Марка ГОСТ 5632-72

Класс

Элементы

Прочие элементы

С

Сr

Ni

12X13

Мартенситно-ферритный

0,09…0,15

12…14

40X13

Мартенситный

0,36…0,45

12…14

12X17
08Х17Т

Ферритный
То же

≤0,12
≤0,08

16…18
16…18

5,0 — 0,8 Тi

12Х18Н9
12Х18Н9Т
04Х18Н10
10Х14Г14Н3

Аустенитный

≤0,12
≤0,12
≤0,04
0,09…0,14

17…19
17…19
17…19
12,5…14

8…10
8…9,5
9…11
2,8…3,5


5,0…0.8Тi

13…15,5 Мn

09Х15Н8Ю

Аустенитно-мартенситный

≤0,09

14…16

7…9,4

0,7…1,3 Аl

08X21Н6М2Т

Аустенитно-ферритный

≤0,08

20…22

5,5…6,5

1,8…2,5 Мо
0,2…0,4 Тi



Более коррозионностойкая (в кислотных средах) сталь 12X17. Для изготовления сварных конструкций эта сталь не рекомендуется в связи с тем, что при нагреве ее выше 900—950 °С и быстрого охлаждения (при сварке) происходит обеднение периферийной зоны зерен хромом (ниже 12 %). Это объясняется выделением карбидов хрома по границам зерен, что приводит к межкристаллитной коррозии.
Межкристаллитная коррозия — особый, очень опасный вид коррозионного разрушения металла по границам аустенитных зерен, когда электрохимический потенциал пограничных, участков аустенитных зерен понижается вследствие обеднения хромом и при наличии коррозионной среды границы зерен становятся анодами.
Для предотвращения этого вида коррозии применяют сталь, легированную титаном 08X17Т. Сталь 08Х17Т применяют для тех же целей, что и сталь 12X17, а также и для изготовления сварных конструкций.
Хромоникелевые стали содержат большое количество хрома и никеля, мало углерода и относятся к аустенитному классу. Для получения однофазной структуры аустенита сталь (например, 12Х18Н9) закаливают в воде при температуре 1100—1150 °С; при этом достигается наиболее высокая коррозионная стойкость при сравнительно невысокой прочности. Для повышения прочности сталь подвергают холодной пластической деформации и применяют в виде холоднокатаного листа и ленты для изготовления различных деталей.
Сталь 12Х18Н9 склонна, как и хромистая сталь ферритного класса, к межкристаллитной коррозии при нагреве. Причины возникновения межкристаллитной коррозии те же — обеднение периферийной зоны зерен хромом (ниже 12 %) вследствие выделения из аустенита карбидов хрома. Для предотвращения межкристаллитной коррозии сталь легируют титаном, например сталь 12Х18Н9Т, или снижают содержание углерода, например сталь 04Х18Н10.
Хромоникелевые нержавеющие стали аустенитного класса имеют большую коррозионную стойкость, чем хромистые стали, их широко применяют в химической, нефтяной и пищевой промышленности, в автомобилестроении, транспортном машиностроении в строительстве.
Для экономии дорогостоящего никеля его частично заменяют марганцем. Например, сталь 10Х14Г14Н3 рекомендуется как заменитель стали 12Х18Н9. Сталь аустенитно-мартенситного класса 09Х15Н8Ю применяют для тяжелонагруженных деталей. Сталь аустенитно-ферритного класса 08Х21Н6М2Т применяют для изготовления деталей и сварных конструкций, работающих в средах повышенной агрессивности — уксуснокислых, сернокислых, фосфорнокислых. Разработаны марки высоколегированных сталей на основе сложной системы Fе — Cr — Ni — Мо — Сu — С. Коррозионная стойкость хромоникельмолибденомедистых сталей в некоторых агрессивных средах очень велика. Например, в 80%-ных растворах серной кислоты. Такие стали широко используют в химической, пищевой, автомобильной и других отраслях промышленности.

Характеристики коррозионностойких сталей

Марка ГОСТ 5632-72

Рабочая температура, °С, не более

Назначение

12X13
20X13

450

Лопатки гидротурбин, компрессоров, клапанов и арматура для химической промышленности, предметы домашнего обихода

30X13

450

Валы, болты, шестерни, пружины, работающие в условиях коррозионной среды и больших напряжений

40X13

Шарикоподшипники, пружины, режущий хирургический и бытовой инструмент

04Х18Н10
12Х18Н10Т

600

Конструкции и детали, изготовляемые сваркой и штамповкой в машиностроении и химической промышленности



Дополнительно:

ГОСТ 5632-72 'Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные'
ГОСТ 24936-81 'Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия'

Жаростойкие и жаропрочные стали

Под жаростойкостью (окалиностойкость) понимают сопротивление металла окислению в газовой среде при температурах выше 550°С. Для этого сталь легируют Cr, Al, Si, которые создают на поверхности оксидные пленки Cr2O3, Al2O3, SiO2 и др. Это сильхромы, хромали, сильхромали.

К ним относятся стали 40Х9С2, 40Х10С2М (сильхромы), 10Х13СЮ (сильхромаль). Аустенитные стали 12Х18Н10Т, 36Х18Н25С2 жаростойкие до 1100°С, ферритная сталь 08Х17Т применяется в теплообменниках до 900°С. Стали 12Х17Т,        15Х25Т,         12Х18Н10Т,  10Х23Н18ТБ,            12Х25Н16Г7АПА, ХН32Т, ХН45Ю, ХН78Т, 30Х24Н12С2Л, 15Х25Н19С2ЛА особо жаростойкие при вы- соких температурах и воспринимают термические удары при многократных закалках.

Жаропрочные стали работают при высоких температурах под нагрузкой в течение заданного промежутка времени. Жаропрочные стали перлитного класса (12Х1МФ, 12Х1М1Ф, 20Х1М1Ф1БРА и др.) применяются для изготовления деталей паровых турбин, котлов. V и Nb измельчают зерно, Cr придает жаростойкость и жаропрочность.

Стали мартенситного и мартенситно-ферритного класса (15Х11МФ, 11Х11Н2В2МФА, 15Х12ВНМФА, 18Х12ВМБФБ и др.) используются при тем- пературах            550 -    600°С. К ним относятся так же хромансилы, сильхромы (10Х12Н8С2А, 40Х9С2, 40Х10С2М и др.).

Аустенитные           стали  типа 08Х15Н24В4ТР,       09Х14Н19В2БР, 45Х14Н14В2МФ, 40Х15Н7Г7Ф2МС наиболее жаропрочны и жаростойки и упрочняются старением, интерметаллидным упрочнением из-за образования карбидов, интерметаллидов (NiTi, NiAl, Ni (Ti, Al), Ni Nb и др.). Их закаливают, подвергают старению, НТМО. Стали типа (10Х11Н20Т3П, 10Х11Н23Т3МП и др.) легируют Ti, Al, Mo, B, Nb для образования интерметаллидов, измельчения зерна, повышения жаропрочности. Они работают до температур 700°С – 750°С.

Котельные стали используются для изготовления разного типа паровых котлов (12ХМФА, 12Х2МФСП, Х5ВФ, 15Х11МФ, Х12ВНМФ, Х12Б2МФ, 15Х12ВМФА и др.).

Жаропрочные стали применяют для изготовления клапанов двигателей, лопаток газовых и паровых турбин, деталей реактивных двигателей, работающих до 700°С. Они жаростойки, жаропрочны, окалиностойки, пластичны, свариваемы, хорошо обрабатываются всеми видами давления.

Для особоответственных деталей турбин, реактивных двигателей, ракет применяют сплавы на основе никеля, хрома, кобальта, алюминия, титана.

Нихромы Х15Н60, Х20Н80

Ферронихромы Х15Н60

Нимоник Н77Х20 T2Юl1, ХН77ТЮ, ХН77ТЮР, ХН70БМТ10 Хромель 0Х23Ю5

Фехраль Х13Ю4, 0Х27Ю5А


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64313. Вплив пізнього модифікування та швидкості охолодження на структуру виливків з високоміцного чавуну 176 KB
  Проблема покращення структуроутворення тонкостінних виливків з високоміцного чавуну може бути вирішена підвищенням ефективності модифікування. Дослідження особливостей гідродинаміки і тепломасообміну процесів модифікування в проточних реакторах та розробка...
64314. СУХА БУДІВЕЛЬНА СУМІШ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ЗНИЖЕНОЇ ПАРОПРОНИКНОСТІ 250.5 KB
  Для досягнення поставленої мети розв'язувалися наступні завдання дослідження: теоретично обґрунтувати зниження паропроникності теплоізоляційних матеріалів на основі спученого перліту цементного в’яжучого і хімічних добавок...
64315. Підвищення експлуатаційних показників систем автоматичного регулювання напруги низьковольтних кіл електрорухомого складу 502 KB
  Основними елементами систем автоматичного регулювання напруги низьковольтних кіл електрорухомого складу який знаходиться в експлуатації є акумуляторна батарея генератор постійного струму та вузол керування генератором який впливає на струм збудження генератора.
64316. ВИЗНАЧЕННЯ НАДІЙНОСТІ БУДІВЕЛЬ ПІДВИЩЕНОГО РІВНЯ ВІДПОВІДАЛЬНОСТІ З УРАХУВАННЯМ ФАКТОРІВ РИЗИКУ 3.03 MB
  Зростання рівня аварійності будівель та споруд внаслідок дії різноманітних невизначених факторів які непередбачені нормами проектування або невраховані проектними рішеннями що проявляються в реальних умовах експлуатації об’єкта актуалізує питання удосконалення...
64317. ПОЛІПШЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ КОЛІСНИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ КАТЕГОРІЇ М2 379 KB
  Це колісні транспортні засоби КТЗ категорії М2. Недостатній аналіз функціональної придатності КТЗ категорії М2 за умов експлуатаційної ефективності ускладнює їх вибір стримує досягнення оптимальних показників техніко експлуатаційних властивостей.
64318. УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДОЛОГІЧНОГО ПІДХОДУ ДО ОЦІНКИ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОФІЛІВ ЗАЛІЗНИЧНИХ КОЛІС 865 KB
  Наприкінці попереднього сторіччя з ряду причин темпи зношування коліс бандажів досягли наднормативних значень. У ремонт на обточування коліс бандажів стали направляти рухомий склад не у зв’язку з передбаченим розрахунком прокатом поверхні кочення а у зв’язку зі зношуванням гребенів.
64319. СИНТЕЗ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ОБРОБКОЮ ДЕРЕВИНИ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ СТРУКТУРНОЇ ІДЕНТИФІКАЦІЇ СТРІЧКОПИЛКОВОГО ВЕРСТАТА 270.5 KB
  В умовах значної зміни фізико-механічних властивостей деревини ріжучої здатності інструменту та стану технологічного обладнання точність підтримання заданого режиму різання та енерговитрати на отримання пиломатеріалів визначаються...
64320. КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ЯКОСТІ НАТУРАЛЬНИХ ШКІР ДЛЯ ВЕРХУ ВЗУТТЯ 186 KB
  У зв’язку з тим що якість є одним з найголовніших показників конкурентоспроможності комплексний підхід до оцінки якості шкір для верху взуття є актуальним завданням для шкіряних та взуттєвих підприємств України.
64321. ПОЛІПШЕННЯ ГАЛЬМІВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РУХОМОГО СКЛАДУ ЗАЛІЗНИЦЬ ЗА РАХУНОК ПРИМУСОВОГО ОХОЛОДЖЕННЯ РОБОЧИХ ЕЛЕМЕНТІВ ДИСКОВОГО ГАЛЬМА 1.29 MB
  Зростання швидкості руху потягів на залізниці призвело до загострення проблеми гальмування рухомого складу що пояснюється значним збільшенням кінетичної енергії яка при гальмуванні впливає на підвищення температури фрикційних елементів гальма.