Сталь — перлитный класс — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Сталь — перлитный класс
Cтраница 1
Стали перлитного класса — это низко — и среднелегированные, наиболее распространенные как конструкционные, так и инструментальные стали. В состоянии проката или после отжига они благодаря перлитной или ферритно-перлитной структуре хорошо обрабатываются режущим инструментом. Для получения высоких механических свойств, твердости и износостойкости их подвергают закалке, большей частью в масле, и соответствующему отпуску. [1]
Стали перлитного класса характеризуются относительнее малым содержанием легирующих элементов, мартенситного — более значительным и, наконец, аустенитного — высоким содержанием легирующих элементов. [3]
Стали перлитного класса, как не содержащие большого количества хрома, естественно, не обладают высокой жаростойкостью и их нельзя применять при температурах выше 550 — 580 С. [5]
Стали перлитного класса выпускаются восьми марок: 12MJ 12Х1МФ ( 12ХМФ), 20Х1М1Ф1ТР ( ЭП182), 20Х1М1Ф1Б1 ( 20ХМФБ, ЭП44 25ХМФ ( ЭИ10), 25Х2М1Ф ( ЭИ723), 18ХЗМВ ( ЭИ578), 20ХЗМВФ ( ЭИ415, ЭИ579; В скобках указано старое название марок. [6]
Стали перлитного класса при содержании 0 1 — 0 8 % С имеют обычно не более 2 — 5 % специальных примесей и структуру, аналогичную углеродистой стали, а именно: феррит и перлит в доэвтектоидной стали, перлит в эвтектоидной стали и перлит и цементит ( карбиды) в заэвтектоидной стали. [7]
Стали перлитного класса являются в основном конструкционными, мартенситного и карбидного — инструментальными, а феррит-ного и аустенитного — сталями с особыми химическими и физическими свойствами. [9]
Стали перлитного класса с содержанием углерода не выше 0 35 % и легирующих элементов в сумме до 3 — 4 % свариваются в большинстве случаев вполне удовлетворительно. [10]
Сталь перлитного класса гораздо больше других распространена в машиностроении. Она содержит небольшое количество легирующих элементов, хорошо поддается обработке режущим инструментом и после окончательной термической обработки весьма значительно улучшает свои механические свойства. [11]
Стали перлитного класса наиболее распространены. Структура сталей этого класса после нормализации или отжига состоит из феррита или перлита или феррита и карбидов. Такие стали содержат небольшое количество легирующих примесей и относятся к низко — и среднелегированным сталям. Обладают хорошей обрабатываемостью режущим инструментом. Многие стали этого класса, содержащие 0 / 15 — 0 2 % С, хорошо свариваются. [12]
Стали перлитного класса являются низколегированными сталями. [14]
Стали перлитного класса используют для изготовления крепежа, труб, паропроводов, пароперегревателей и коллекторов энергетических установок, длительно работающих при температурах 500 — 550 С. Стали этого класса используют в закаленном или нормализованном и высокоотпущенном состоянии. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Перлитный класс стали: описание и сварка
Перлитный класс стали — это металл, принадлежащий к низколегированному и среднелегированному типу. Чаще всего такое сырье используется в качестве конструкционной или инструментальной стали. Перлитная и ферро-перлитная структура данного материала после прохождения отжига или же после проката отлично поддается обработке любыми режущими инструментами.
Общее описание стали
Для того чтобы перлитный класс стали имел достаточно высокие механические параметры эксплуатации, необходимо провести закалку. Чаще всего для этого используется масло, а также нужно правильно провести процедуру отпуска. Благодаря такой обработке, удается повысить такой параметр, как прочность, к примеру, или износостойкость и твердость.
Стали перлитного класса выделяются минимальным содержанием легирующих элементов. Среднее содержание в мартенстиных сталях, а наибольшее количество в аустенитных.
Из-за малого количества добавок и модификаторов такие свойства, как жаростойкость, к примеру, также достаточно малы потому, что недостаточно хрома в составе. Использовать такой материал с температурой более 550-580 градусов по Цельсию нельзя.
Марки и характеристики
Разнообразие марок стали перлитного класса не слишком большое, всего их около восьми. Среди них есть 12Х1МФ (12ХМФ), 20Х1М1Ф1ТР (ЭП182) и другие. На сегодняшний день используется то название марок, которое идет первым. Маркировка, указанная в скобках — это старая, однако она все еще может кое-где встречаться. Стоит отметить, что сталь данного класса при содержании углерода до 0,35% от всей массы и с количеством легирующих элементов до 2-5% достаточно популярна. Основная причина широкого распространения — это дешевизна и относительно неплохие механические качества.
Сталь перлитного класса чаще всего используется, как конструкционный материал. Стоит также отметить, что свариваемость стали с содержанием углерода до 0,35% и легирующими элементами в пределах 3-4%, достаточно неплохая.
Сварка перлитной стали
Стоит отметить, что при сварке сталей перлитного класса наиболее выгодным будет использовать элементы, которые применяются при сварке стали с низким коэффициентом легирования. Если для этого используется ручная электрическая дуговая сварка, то лучше всего применять такие электроды, которые имеют фтористо-кальциевое покрытие. В таком случае будет обеспечена высокая устойчивость металла шва против таких дефектов, как кристаллизация, к примеру. Кроме того, прочность сварного шва также будет достаточно удовлетворительной.
Что касается режимов сварки, а также температуры, которая должна использоваться для такого материала, то наиболее выгодно использовать те варианты, которые подходят для работы с высоколегированной сталью.
К примеру, если марка перлитной стали 15ХМ или 12ХМ, то температура во время сварки должна быть примерно 400-450 градусов по Цельсию. Для работы применяется ручная электродуговая сварка. В качестве электродов чаще всего выбираются такие марки, как Э42А или проволока типа Св-08А. Что касается процедуры отпуска после сварки, то ее можно не проводить вовсе или же проводить при температуре 630-650 градусов по Цельсию.
fb.ru
1. Стали перлитного класса
Достоинствами перлитных жаропрочных сталей являются: малое содержание легирующих элементов, хорошая теплопроводность, низкий коэффициент линейного расширения, технологичность и относительно невысокая стоимость поковок.
Общим признаком легирования этой группы сталей является наличие в них 1-3% хрома, 0,5-1,0% молибдена (в качестве главного упрочняющего элемента твердого раствора) и ванадия (в качестве карбидообразователя). В отдельные марки стали введены дополнительные компоненты (например, вольфрам), благоприятно влияющие на механическую прочность металла при повышенных температурах.
Из
сталей перлитного класса наиболее
жаропрочной является сталь ЭИ415, широко
используемая в турбостроении для
производства дисков, роторов и других
деталей. По показателям жаропрочности
эта сталь предназначена для работы при
температуре до 550
в течение длительного срока (100 000 ч) и
при температуре от 550 до 580°С в течение
ограниченного времени. Сталь ЭИ415
обладает большой способностью к
термическому улучшению и хорошей
прокаливаемостью.
Применительно
к поковкам дисков с высотой ступицы 300 мм без
центрального отверстия механические
свойства стали ЭИ415 характеризуются
следующими значениями (на тангенциальных
образцах): предел текучести 
= 70
78 кГмм2, предел прочности 
86 кПмм2, относительное удлинение 
= 16
18%,
относительное сужение поперечного
сечения 
=50
10 кГ
м/см2. Проведенными работами выявлена
возможность обработки дисков и на более
высокие свойства прочности при вполне
приемлемых показателях пластичности.
Большой опыт производства поковок дисков и других деталей разнообразных форм и размеров из стали ЭИ415 на Невском машиностроительном заводе им. В. И. Ленина (НЗЛ) неизменно подтверждает ее технологичность при горячей обработке и надежный уровень механических свойств.
Высокие
механические свойства и большая их
однородность по сечению поковки отмечены
также и в крупном роторе с диаметром
бочки около 900 мм [1 ]. При 
= 60
65 кГ/мм2 и 
в =70
78 кГ1мм2 показатели пластичности 
= 16
17%, 
= 50
60%, ан = 10
12 кГ
м/см2. Разница в пределах текучести на
периферии бочки и в зоне, близкой к
центральному отверстию диаметром
100-120
В
условиях длительного разрыва сталь
ЭИ415, обработанная на 
65 кГ/мм2, обладает высокой пластичностью.
Деформация стали для деталей,
рассчитанных на 100 000 ч службы, допускается в пределах 1%.
Допустимая деформация в состоянии
обработки на
75 кПмм2 в связи с более низкой пластичностью
ограничивается величиной 0,5%.
Роторная сталь Р2, разработанная лабораторией Ленинградского металлического завода (ЛМЗ), по совокупности характеристик жаропрочности и стабильности свойств может быть использована для турбинных деталей с рабочими температурами до 535° С. Большими преимуществами этой стали являются отсутствие склонности к тепловой хрупкости и удовлетворительная пластичность в условиях повышенных температур.
При
20°С сталь Р2 в улучшенном состоянии
характеризуется высоким уровнем
механических свойств. Серия дисков в
количестве 6 шт. с высотой ступицы
100 мм показала следующие значения
механических свойств: 
=
80,3
88,0 кГ/мм2,
=
89,8
97,0 кГ/ мм2, 
= 15,2
17,6%; 
= 46,7
70,0%; ан = 6,0
13,7 кГ 
м/см2.
Крупные
поковки роторов из стали Р2 по рекомендации
лаборатории ЛМЗ подвергаются не
улучшению, а одинарной или двойной
нормализации с последующим высоким
отпуском. В таком состоянии поковки
роторов имеют следующие показатели
механических свойств: 
=
50
55 кГ/мм2, 
в = 70
75 кГ/мм2, 
=
15
18%, 
=
40
60%, ан = 4
10 кГ
м/смг. При разрезке ротора диаметром более
800 мм установлена высокая однородность
свойств в объеме поковки. В интервале
температур 450-550° С предел текучести а0
2 имеет устойчивые значения на уровне
41-45 кГ/мм2.
Удовлетворительная пластичность стали Р2 при испытании на длительный разрыв при температуре 500-550°С допускает деформацию в пределах 1%.
Более высокой жаропрочностью обладает роторная сталь Р2М с повышенным содержанием молибдена (до 0,8 — 1,0%). По данным ЛМЗ, повышение содержания молибдена благоприятно сказывается на уровне механических свойств при комнатной температуре и обеспечивает удовлетворительную деформационную способность в условиях длительного разрыва. Сталь Р2М используется для крупных роторов с параметрами пара до 580° С и 240 ата.
Сталь
15Х1М1Ф применяется для поковок фланцев,
патрубков, тройников и других деталей
корпусов паровых турбин, работающих
при температуре до 565° С. В состоянии
после нормализации с высоким отпуском
поковки фланцев типа дисков высотой
170 мм имеют (на тангенциальных образцах)
следующие значения механических
свойств: 
= 33-36 кГ/мм2, 
= 52
56 кГ/мм2, 
= 26
31
%, 
=75
78%, ан = 18
29 кГ
м/см2. Увеличение
высоты поковки до 340 мм приводит к снижению предела текучести 
до 30-34 кПмм2.
Всесторонние исследования опытных поковок из стали 15Х1М1Ф с механическими испытаниями различных зон, проведенные лабораторией ЛМЗ, показали достаточную однородность их свойств по сечению.
По
данным ЛМЗ, механические свойства
поковок в закаленноотпущенном состоянии
характеризуются следующим уровнем: 
=
40
50 кГ/мм2, 
=
57
65 кГ/мм2, δ
= 20
23%,
ψ=65
70%, ан = 7
15 кГ
м/см2.
Рассмотренная группа перлитных жаропрочных сталей имеет весьма благоприятный комплекс технологических свойств, позволяющий изготовлять высокоответственные поковки без существенных металлургических затруднений.
studfile.net
Сталь перлитного класса — Энциклопедия по машиностроению XXL
Стали перлитного класса характеризуются относительно малым содержанием легирующих элементов, мартенситного — более значительным и, наконец, аустенитного — высоким содержанием легирующих элементов. [c.361]Для легированных сталей перлитного класса (как и для углеродистых) кривая скорости охлаждения на воздухе будет пересекать область перлитного распада и будут получаться структуры — перлит, сорбит, тростит. [c.361]
В настоящем разделе предпринята попытка сформулировать деформационно-силовой критерий зарождения усталостного разрушения применительно к ОЦК металлам, в частности к сталям перлитного класса, основываясь на некоторых физико-меха-нических представлениях о накоплении повреждений при усталости [74, 79, 85, 126]. Разрабатываемый подход позволит ответить на некоторые открытые вопросы в проблеме малоцикловой усталости материалов, в частности, касающиеся влияния на долговечность максимальных напряжений и нестационарности нагружения. [c.136]
Стали перлитного класса содержат сравнительно небольшое количество легирующих элементов (не более 5—6%). После охлаждения на воздухе аустенит в этих сталях распадается при высоких температурах с образованием феррито-цементитной смеси (перлита, сорбита пли тростита). К этому классу принадлежит большинство конструкционных и инструментальных сталей. [c.174]
Величина i(9) слабо зависит от содержания легирующих элементов в сталях перлитного класса, но возрастает с увеличением содержания углерода. [c.476]
Для высокохромистых сталей ферритного класса значение п заметно выше, чем у сталей перлитного класса. [c.476]
Для сталей перлитного класса, содержащих небольшое количество легирующих элементов, кривая скорости охлаждения на воздухе пересекает обе ветви С-кривых в области перлитного превращения (рис. 87, а). У сталей мартенситного класса, содержащих большее количество легирующих элементов, вследствие чего С-кривые сдвинуты вправо, а мартенситная точка — ближе к 0° С, кривая скорости охлаждения на воздухе не пересекает С-кривых (рис. 87, б) при температуре 20″ С структура стали будет состоять из мартенсита. При значительном содержании легирующих элементов и углерода в стали С-кривые значительно сдвинуты вправо (рис. 87, в), а мартенситная точка находится ниже 0° С. Таким образом, при охлаждении на воздухе сталь сохраняет аустенитную структуру при температуре 20° С (рис. 87, в). [c.120]
Эффективным направлением является использование в различных частях сварных конструкций разнородных материалов, наиболее полно отвечающих требованиям эксплуатации, применение двухслойного проката со специальными свойствами облицовочного слоя и других сочетаний. Примером может служить ротор газовой турбины. По ободу диск ротора подвергается действию высоких температур и относительно небольших усилий, а центральная часть работает в условиях невысоких температур и воздействия больших усилий Подобрать материал, одинаково хорошо работающий в этих условиях, очень трудно. Поэтому целесообразно изготовить сварной ротор центральную часть из высокопрочной стали перлитного класса, а обод диска из жаропрочной аустенитной (рис. 6.21). [c.171]
Для парогенераторов горизонтального типа в качестве материала корпуса широко использовалась известная углеродистая конструкционная сталь 22К, обладающая хорошими технологическими свойствами. Она хорошо поддается ковке, прокатке, штамповке, хорошо сваривается. Опыт эксплуатации парогенераторов показал и ее хорошие эксплуатационные качества. При повышении единичной мощности парогенератора использование этой стали связано с существенным утолщением стенок корпуса. Для снижения массогабаритных характеристик парогенератора может оказаться целесообразным применение более прочных низколегированных сталей перлитного класса. [c.251]
Подогреватели ПНД и ПВД находятся под действием питательной воды котлов и отборного пара паровых турбин, который, конденсируясь, образует дренажи с различным содержанием Игольной кислоты — диоксида углерода. Содержание его в различных частях трубчатой системы ПНД и ПВД может достигать в зависимости от степени конденсации греющего пара нескольких миллиграмм на 1 кг сконденсированного пара. Особенно велика концентрация его в дренажах ПНД и ПВД при недостаточных отсосах неконденсирующихся газов (СО2 и О2) из паровых полостей этих видов оборудования. В этих случаях наблюдается интенсивная коррозия, особенно ПВД, трубчатая система которых изготовлена из стали перлитного класса. Температура среды в зависимости от параметра пара объекта может достигать 300 °С. При этих условиях протекает коррозия с водородной деполяризацией, которая сопровождается наводораживанием металла. Коррозия носит в основном равномерный характер с образованием трещин и появлением хрупких разрущений [12]. [c.79]
Сталь перлитного класса [c.311]
СТАЛЕЙ ПЕРЛИТНОГО КЛАССА [c.174]
На рис. 88 показано, что с увеличением сопротивления срезу износостойкость различных сталей перлитного класса как в хрупкой, так и в вязкой области линейно возрастает. [c.175]
Мартенситный класс. Стали этого класса по своим свойствам являются средними между низколегированными сталями перлитного класса и высоколегированными аустенитно-го. После термической обработки они обладают высокими механическими свойствами. Основной вид термической обработки, придающий оптимальные свойства,— закалка или нормализация с последующим высоким отпуском. Иногда используется смягчающая обработка, заключающаяся в отжиге. Режимы термической обработки сталей этого класса по ГОСТ 10500—63 и ГОСТ 5949—61 приведены в табл. 2. [c.94]
TOB на разупрочнение стали связано с их распределением в феррите и карбидах. Известно, что изменение свойств феррита приводит к существенному изменению ползучести низколегированных сталей перлитного класса. В этих случаях молибден преимущественно входит в твердый раствор, значительно повышая энергию межатомных связей в решетке а — Fe. Легирование молибденом графитизированных сталей значительно задерживает разупрочнение феррита, и, кроме того, уже при незначительном содержании хрома и молибдена в сталях образуются сложные карбиды, которые, в свою очередь, снижают склонность сталей к ползучести. [c.113]
Так, для конструкционных углеродистых и легированных сталей перлитного класса, для которых НВ >. 160, зависимость условного предела текучести oi твердости описывается уравнением Оо,г = 0,367 НВ. Для стали с НВ [c.308]
В сталях перлитного класса ниедение молибдена н небольшом ьоличестие увеличивает температуру рекристаллизации феррита и тем самым повыи ает жаропрочность. Аналогично, но слабее, действует хром (см, рис. 344). [c.465]Стали перлитного класса являются сравнительно малолегироваиными сталями, которые при 0,12%С содержат 0,5 пли 1% Сг и 0,3 или 0.5% Но. Прп- [c.465]
Стали перлитного класса содержат до 0,16% С и молибдена до 0,7%, который увеличивает температуру рекристаплизации феррита и тем са.мым повышает жаропрочность. Аналогично, но слабее действует хром. Присадка ванадия измельчает зерно, а также повышает жаропрочность Обычный режим термической обработки — закалка в масле или нормализация при температурах 950.. 1030 с и отпуск при 720. 750 С (Ас1 = 760 С). Предельная рабочая температура 550.. 580 С. Структура сталей после охлаждения на воздухе перлит и карбиды МзС. Область применения сталей приведена в табл 13. [c.102]
По показателям степени окисления между сталями перлитного и аустенитного класса находится ферритно-мартенситная сталь 12Х11В2МФ (среднее значение и=0,55). Относительно высокое значение п для этой стали в сравнении со сталями перлитного класса также подтверждает большое влияние взаимодействия хрома и хлоридов на процесс коррозии. [c.140]
Исследование кинетики высокотемпературной коррозии сталей под влиянием летучей золы березовского угля Канско-Ачинского бассейна (табл. 4.6), как и под влиянием назаровского угля, проводилось с вырезанными из котельных труб плоскими шлифованными образцами. Образцы из стали 20 испытывались при температурах 450 и 500 °С, сталей перлитного класса 12ХШФ и 12Х2МФСР в интервале температур от 500 до 650 °С, а аустенитной стали 12Х18Н12Т — в промежутке 550—650 °С [134]. Максимальная продолжительность испытаний 4000 ч. [c.158]
Кинетика высокотемпературной коррозии сталей под влиянием летучей золы лейпцигского бурового угля (табл. 4.6) исследовалась в показанной на рис. 3.6 лабораторной установке с вырезанными из котельных труб шлифованными плоскими образцами. Образцы из стали 20 испытывались в интервале температур 450—550 С, сталей перлитного класса 12ХШФ и 12Х2МФСР — в промежутке [c.160]
Сталь ЭИ572Л аустенитного класса способна выдерживать длительную работу в течение 8000—10 000 час. при температуре 600° и напряжении порядка 24— 25 кгс/мм . Сталь ЭИ415Л, относящаяся к жаропрочным сталям перлитного класса, рассчитана на длительную работу при температуре 525° С и напряжении 27— 28 кгс/мм . [c.263]
Фактических данных по коррозионному растрескиванию титановых сплавов в кислотах очень мало. В отличие от нейтральных растворов растрескивание в кислотах, как правило, происходит при заметной и даже высокой интенсивности общей коррозии, поэтому прежде всего необходимо определить возможность использования титановых сплавов из соображений допустимой общей коррозии. Следует, однако, отметить, что даже при больмшй-хкорости коррозии титана не снижается опасность коррозионного растрескивания в отличие от поведения сталей перлитного класса. Имеющиеся данные о коррозионном растрескивании титановых сплавов в кислых растворах относятся главным образом к слабым растворам (и частично — к растворам средней концентрации) соляной и [c.48]
На трубопрокатных заводах ингибитор И-1-В почти полностью заменил ингибитор 4M. Однако и он мало эффективен при травлении труб котельных сталей марок 20,12Х1МФ, 15Х1М1Ф. Для травления этих сталей в настоящее время начинают применять ингибиторы С-5 и ХОСП-10, а для сталей перлитного класса — ингибитор КИ-1. Этот ингибитор эффективен также при травлении труб из углеродистых и низколегированных сталей. Предпочтение следует отдать травлению труб в растворах соляной кислоты. Однако переход на солянокислое травление задерживается из-за отсутствия установок для регенерации отработанных растворов и промывных вод, содержащих соляную кислоту, из-за необходимости замены старого травильного оборудования на новое, обеспечивающее интенсивное травление и выполнение санитарных норм травильных отделений. Для солянокислых сред уже испытаны ингибиторы И-1-В, катапин ВВП, ПКУ, БА-6. [c.71]
Движущей силой этого типа нестабильности является межфаз-ная поверхностная энергия, которая снижается по мере уменьшения величины межфаз ной поверхности. Сфероидизация в сталях перлитного класса — один из наиболее известных примеров такой нестабильности. Грэхем -и Крафт [12] рассмотрели факторы, влияющие на высокотемпературную стабильность эвтектических композитных материалов. Они указали на существование особого кристаллографического соответствия между фазами, которое не меняется при огрублении эвтектической структуры. Они установили также, что, хотя механизм роста фаз состоит в растворении одной из них и в повторном осаждении ее на имеющихся зернах, процесс лимитируется скоростью диффузии, а не скоростью растворения. Для анализа иопользовались уравнения Томсона — Фрейндлиха, определяющие концентрацию элемента у поверхности волокна известного радиуса кривизны. [c.90]
Большинство исследований влияния ввда напряженного состояния на закономерности ползучести выполнены на чистых металлах (алюминий, медь, свинец и др.). Из материалов энергетического машиностроения наиболее часто в качестве объекта исследования использовалась сталь аустенитного класса Х18Н10Т, иногда стали перлитного класса. [c.163]
Одним из эффективных способов использования ресурса жаропрочности сталей перлитного класса может явиться предварительное упрочнение металла труб методом механико-термической обработки (ММТО), основанной на создании стабильной полигональной структуры и упрочнении ферритной составляющей. [c.248]
В различных отраслях машиностроения широко применяют аустенитную сталь 110Г13Л, однако ее износостойкость в условиях ударно-абразивного изнашивания практически не изучена. Механические свойства сталей перлитного и аустенитного класса при отпуске изменяются по-разному. С повышением температуры -отпуска прочностные характеристики (ов, Оо,2 HR ) сталей перлитного класса снижаются, а показатели пластичности (йн, б, i 3) —увеличиваются. [c.167]
Действительно, влияние механических свойств на износостойкость стали перлитного класса в хрупкой и вязкой областях разрушения различно в вязкой области разрушения с увеличением предела прочности износостойкость стали Д7ХФНШ повышается, максимальная износостойкость проявляется на границе хрупко-вязкого перехода. [c.168]
Испытания стали 110Г13Л показывают, что износостойкость ее также существенно зависит от относительных удлинения и сужения в отличие от сталей перлитного класса Д7ХФНШ при всех значениях энергии удара (5 и 10 Дж) с увеличением относительных удлинения [c.168]
В Институте машиноведения нами проведены испытания стали ТС при температуре 550 С в условиях мягкого и жесткого нагружения без выдержек и с выдержками 1 и 5 мин, а также испытания на ползучесть и длительную пластичность. Как показывает обработка экспериментальных данных, и для этой стали использование критериального уравнения в форме (1.2.8), (1.2.9) дает вполне удовлетворительные результаты (рис. 1.2.5, точки 1). Подобные данные получены в работе [23] на аналогичной ТС стали перлитного класса 15Х1М1Ф при 565 С и длительностях выдержки 5 и 50 мин (рис. 1.2.5, точки 2). [c.32]
Применяемая в настоящее время для изготовления глубиннонасосных штанг легированная сталь перлитного класса 20Н2М не отвечает требованиям нефтедобывающей промышленности (большое число обрывов колонн, приводящих к длительным остановкам скважин). Это связано с тем, что в стали при термообработке возникают закалочные напряжения и деформации (закалка в воде), причем, как правило, растягивающие поверхностные остаточные напряжения,/что существенно снижает коррозионно-усталостную стойкость штанг. Кроме того, значительное содержание никеля в стали повышает ее стоимость. [c.249]
Кроме классов сталей, предусмотренных ГОСТ 5632—72, существуют еще средне- и сложнолегированные теплостойкие стали перлитного класса. В табл. 9 приведены механические свойства и режимы термической обработки сталей этого класса по ГОСТ 10500—63. [c.108]
Экранные трубы и пароперегреватели изготовляют преимущественно из стали перлитного класса марки 12Х1МФ, легированной хромом, молибденом и ванадием. При изготовлении элементов котла, работающих при повышенных температурах (примерно 500 °С), применяют аустенитную сталь 08Х18Н12Т. [c.178]
mash-xxl.info
Жаропрочные перлитные стали (Баженов В. В.)
СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
12.1. Состав и свойства сталей
12.1.1. Основные марки и применение
К жаропрочным перлитным относятся низколегированные хромомолибденовые стали 12МХ (ГОСТ 20072—74), 12ХМ (ГОСТ 5520—79), 15ХМ (ГОСТ 4543—71), 20ХМЛ (ОСТ 108.961.04—80), предназначенные для работы при 450—550 °С, и хромомолибденованадиевые: 12Х1МФ (ГОСТ 5520—79),
15Х1М1Ф (ТУ 14-3-460—75), 20ХМФЛ (ОСТ 108.961.04—80), 15Х1М1ФЛ (ОСТ 108.961.04—80), 12Х2МФСР (МРТУ 14-4-21—67), предназначенные для работы при 550—600 °С
Жаропрочные перлитные стали используются в энергетическом, химическом и нефтехимическом машиностроении. Их широкое применение определяется сравнительно низкой стоимостью и достаточно высокой технологичностью при производстве отливок, поковок, проката и изготовлении из них сварных конструкций. Так, например, литые стали 20ХМФЛ и 15Х1М1ФЛ используются для отливки корпусов турбин и запорной арматуры, а деформируемые стали 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР для изготовления корпусов аппаратов, паропроводов, технологических трубопроводов и поверхностей нагрева котлов.
12.1.2. Химический состав, термообработка и структура
В соответствии с условиями длительной работы под напряжением при высоких температурах стали должны обладать сопротивлением ползучести, длительной прочностью, стабильностью свойств во времени и жаростойкостью. Перечисленные свойства с учетом необходимости обеспечения технологичности сталей при выплавке, отливке, ковке, прокатке, термической
обработке и сварке достигаются введением в их состав 0,5—2,0 % Сг,
0,2—1,0% Мо, 0,1—0,3% V, а также в некоторых случаях небольших добавок редкоземельных элементов и В.
Легирование Сг повышает жаростойкость сталей, т. е. сопротивление их
окислению, а также предотвращает графитизацию в процессе эксплуатации
450 | 500 | 550 | 565 | 580 | 600 | |
15ХМ | 265 | 137 | 63 | |||
12Х1МФ | — | 157 | 88 | 78 | 59 | — |
15Х1М1Ф | — | 186 | 108 | 88 | 68 | — |
12Х2МФСР | — | — | — | — | 88 | 68 |
ТАБЛИЦА 12.1 ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ |
Предел длительной прочности, МПа, при температуре, °С |
при температуре выше 450°С. Сг в пределах 1,0—1,5 % при введении его в сталь совместно с Мо повышает, кроме того, ее длительную прочность и сопротивление ползучести. Положительное влияние Мо на увеличение прочности стали при повышенных температурах его в количествах 0,5—1,0 % объясняется способностью повышать температуру рекристаллизации железа и участием в образовании упрочняющей металл фазы Лавеса FesMo. V совместно с С обеспечивает упрочнение стали высокодисперсными карбидами VC и способствует стабилизации карбидной фазы как элемент, обладающий значительным сродством к углероду.
Оптимальное сочетание механических свойств изделий из перлитных жаропрочных сталей достигается применением нормализации (или закалки) с последующим высокотемпетуриым отпуском. При этом обеспечивается структура, состоящая из дисперсной ферритокарбидной смеси. У хромомолибденованадиевых сталей, особенно в случае применения закалки, появляется бей — нитная структурная составляющая.
Свойства сталей
Необходимая жаростойкость и достаточная стабильность кратковременных механических свойств в течение 100 000 ч (~10 лет) обеспечиваются для сталей 12МХ и 15ХМ при температуре эксплуатации до 550 °С, для сталей 12Х1МФ, 15Х1МЛФ, 15Х1М1ФЛ до 570°С и для стали 12Х2МФСР до 600 °С. Значения пределов длительной прочности сталей на базе 105 ч при различных температурах [1, 2] приведены в табл. 12.1.
12.2. Свариваемость сталей
Металлургическая свариваемость жаропрочных перлитных сталей, определяемая отношением металла к плавлению, металлургической обработке и последующей кристаллизации шва. не вызывает существенных осложнений. Технология сварки и сварочные материалы на современном уровне обеспечивают необходимую стойкость металла шва против образования торячих трещин и высокие характеристики, предъявляемые к основному металлу.
Тепловая же свариваемость осложняется склонностью сварных соединений к образованию холодных трещин и разупрочнением свариваемого металла в зоне термического влияния сварки.
12.2.1. Сопротивляемость XT
Холодные трещины — хрупкие разрушения сварных соединений жаропрочных перлитных сталей, могут возникать в процессе сварки или непосредственно после ее окончания в результате образования метастабильных структур (троостита, мартенсита) в участках околошовной зоны, нагретых выше температуры Ас3 вследствие дополнительного охрупчивания сварных соединений под влиянием водорода и действия «силового» фактора. Последний определяется величиной и характером сварочных напряжений. Суммирование напряжений, вызванных неравномерным нагревом и структурными превращениями, может привести к исчерпанию пластичности охрупченных участков сварного соединения и вызвать его разрушение.
Образование метастабильных закалочных структур в околошовной зоне определяется во многом системой легирования сталей. Так, в одних и тех же условиях сварки хромомолибденованадиевые стали в большей степени склонны к образованию холодных трещин по сравнению с хромомолибденовыми.
В связи с тем, что растворимость диффузионно подвижного водорода при нормальной температуре в низколегированных сталях мала, а между его концентрацией и равновесным парциальным давлением в газовой фазе существует квадратичная зависимость, водород способен создавать в несплошностях металла значительные давления, что может приводить к образованию микротрещин (флокенов) в охрупченных участках сварного соединения. Так, при температуре 20 °С и концентрации водорода в металле 5 мл/100 г давление его в несплошностях жаропрочной перлитной стали может достигать 0,0981 • 10® МПа (10е ат). При 200 °С давление водорода в несплошностях снижается примерно на три порядка [3]. В связи с этим для сварки рекомендуется использовать низководородные сварочные материалы (электроды с основным покрытием, осушенные защитные газы, прокаленные флюсы).
Действие «силового» фактора во многом определяется жесткостью сварной конструкции, которая связана с толщиной свариваемых элементов. Это обстоятельство также необходимо учитывать при выборе методов предотвращения образования холодных трещин.
Одним из наиболее надежных средств предотвращения возникновения холодных трещин является сопутствующий сварке
местный или общий подогрев изделия. Подогрев уменьшает разницу температур металла в зоне сварки и на периферийных участках, что снижает напряжения первого рода, вследствие чего пики этих напряжений в околошовных участках металла сглаживаются. Подогрев также уменьшает скорость охлаждения металла, что предотвращает превращение аустенита в мартенсит, которое сопровождается резким увеличением удельного объема металла, вызывающим появление структурных напряжений.
Повышение температуры свариваемого металла способствует эвакуации водорода из сварного соединения в связи со значительным увеличением диффузионной подвижности водорода.
Кроме того, повышение температуры металла при любом его структурном состоянии увеличивает его пластичность, а следовательно, и деформационную способность. Повышение пластичности сварного соединения имеет такое же важное значение для предотвращения образования холодных трещин, как и снижение напряжений, поскольку трещины образуются в результате исчерпания деформационной способности металла под действием напряжений.
При сварке теплоустойчивых сталей необходимо ограничивать не только нижний, но и верхний предел температур подогрева. Излишне высокие температуры подогрева приводят к распаду аустенита в высокотемпературной области с образованием грубой феррито-перлитной структуры, не обеспечивающей необходимую длительную прочность и ударную вязкость сварных соединений.
Поскольку перераспределение напряжений и структурные превращения могут происходить и после окончания сварки, в некоторых случаях необходимы дополнительные меры, предотвращающие образование холодных трещин в сварных соединениях. К ним, например, относится выдержка сварных соединений после окончания сварки при 150—200 °С в течение несколькиих часов для завершения превращения остаточного аустенита и эвакуации водорода.
12.2.2. Разупрочнение в зоне термического влияния
Применение в качестве термической обработки сталей нормализации (или закалки) с последующим отпуском осложняет их свариваемость в связи с возникновением в зонах термического влияния сварки участков разупрочнения, где металл был нагрет в интервале температур Асз — температура отпуска стали. Кратковременные прочностные свойства сварных соединений при этом снижаются по сравнению с основным металлом на 5—10 %, а длительная прочность может быть снижена на 20 %, если стали упрочнялись закалкой, например для паропроводной стали 12Х1МФ. Степень разупрочнения зависит не только от режимов термической обработки стали, но и от параметров процесса сварки. Повышение погонной энергии процесса сварки вызывает большее разупрочнение свариваемой стали.
Мягкая разупрочненная прослойка в зоне термического влияния сварки может явиться причиной локальных разрушений жестких сварных соединений в процессе эксплуатации, особенно при изгибающих нагрузках.
Разупрочнение металла околошовной зоны могло бы быть устранено перекристаллизацией при применении вместо отпуска сварных соединений нормализации с отпуском. Однако высокотемпературная термическая обработка сварных соединений не может быть подобно отпуску осуществлена местно, так как это приводит к разупрочнению близлежащих участков металла, а объемная термическая обработка сварных конструкций ограничивается габаритными размерами печей и рядом других трудностей.
12.2.3. Изменение свойств в зоне сплавления при эксплуатации
При температурах эксплуатации 450—600 °С следует считаться с возможностью развития диффузионных процессов между основным металлом и металлом шва. В первую очередь это относится к углероду, который является одним из наиболее диффузионно подвижных элементов, входящих в состав металла. Миграциия углерода из стали в шов или наоборот может наблюдаться даже при небольшом различии в легировании их карбидообразующими элементами (например, стал 12Х1МФ — шов 10ХЗМ1БФ). Образование в процессе эксплуатации обез- углероженной (ферритной) прослойки по одну сторону линии сплавления и карбидной гряды по другую приводит к снижению длительной прочности и пластичности сварного соединения и, как следствие, к локальному (по зоне сплавления) разрушению.
В связи с этим сварочные материалы, предназначенные для сварки жаропрочных перлитных сталей, должны обеспечивать химический состав металла шва, близкий к химическому составу основного металла.
В отдельных случаях при необходимости отказаться от подогрева и термической обработки (отпуска) сварных соединений могут быть использованы сварочные материалы, обеспечивающие получение металла шва на никелевой основе (покрытые электроды ЦЛ-36, проволока для аргонодуговой сварки Св-08Н60Г8М7Т). Возможность применения этих сварочных материалов основана на том, что диффузионная подвижность элементов в сплавах на никелевой основе при 450—600 °С значительно меньше, чем в низколегированных сталях перлитного класса.
12.3. Технология сварки и свойства сварных соединений
Основными способами сварки, используемыми при изготовлении конструкций из жаропрочных перлитных сталей, являются дуговая и электроконтактная. Электроконтактная сварка используется в основном для выполнения стыковых соединений труб поверхностей нагрева котлов в заводских условиях. В подавляющем большинстве других случаев используется дуговая сварка покрытыми электродами, в защитных газах и под флюсом.
Общими рекомендациями по всем видам дуговой сварки являются: оптимальная подготовка свариваемых
msd.com.ua
Сталь перлитные — Энциклопедия по машиностроению XXL
Если цементировали слабо прокаливающуюся углеродистую сталь, то яри нагреве как выше Ас . так и ниже Лсз последуюш,ее охлаждение не может быть настолько резким, чтобы предотвратить в такой малоуглеродистой стали перлитное превращение. Структура сердцевины цементируемой углеродистой стали независимо от режима обработки состоит из перлита и фер рита, отличающихся разным размером зерна (мелкозернистая в случае двойной обработки, более крупнозернистая — при одинарной, рыс. 265). [c.330]Стали перлитного класса характеризуются относительно малым содержанием легирующих элементов, мартенситного — более значительным и, наконец, аустенитного — высоким содержанием легирующих элементов. [c.361]
Для легированных сталей перлитного класса (как и для углеродистых) кривая скорости охлаждения на воздухе будет пересекать область перлитного распада и будут получаться структуры — перлит, сорбит, тростит. [c.361]
Для работ в интервале 350—500°С оптимальными по свойствам являются сравнительно слаболегированные стали перлитного и ферритного классов 2. С повышением температуры до 500 — 650°С прочность сталей этого типа резко падает, уступая сталям аустенитного класса 5, а при 650—900°С стали аустенитного класса уступают первое место высоколегированным кобальтовым и никелевым сплавам 4. При температурах выше 900°С на первом месте сплавы тугоплавких металлов (молибдена, хрома и т. д.). [c.464]
В настоящем разделе предпринята попытка сформулировать деформационно-силовой критерий зарождения усталостного разрушения применительно к ОЦК металлам, в частности к сталям перлитного класса, основываясь на некоторых физико-меха-нических представлениях о накоплении повреждений при усталости [74, 79, 85, 126]. Разрабатываемый подход позволит ответить на некоторые открытые вопросы в проблеме малоцикловой усталости материалов, в частности, касающиеся влияния на долговечность максимальных напряжений и нестационарности нагружения. [c.136]
Стали перлитного класса содержат сравнительно небольшое количество легирующих элементов (не более 5—6%). После охлаждения на воздухе аустенит в этих сталях распадается при высоких температурах с образованием феррито-цементитной смеси (перлита, сорбита пли тростита). К этому классу принадлежит большинство конструкционных и инструментальных сталей. [c.174]
По содержанию углерода легированные стали, как и углеродистые, могут быть низко-, средне- и высокоуглеродистыми. В зависимости от структуры сталей после охлаждения на воздухе с высоких температур различают стали перлитного, ферритного, аустенитного, мартенситного, карбидного и промежуточных классов. [c.122]
Величина i(9) слабо зависит от содержания легирующих элементов в сталях перлитного класса, но возрастает с увеличением содержания углерода. [c.476]
Для высокохромистых сталей ферритного класса значение п заметно выше, чем у сталей перлитного класса. [c.476]
Для сталей перлитного класса, содержащих небольшое количество легирующих элементов, кривая скорости охлаждения на воздухе пересекает обе ветви С-кривых в области перлитного превращения (рис. 87, а). У сталей мартенситного класса, содержащих большее количество легирующих элементов, вследствие чего С-кривые сдвинуты вправо, а мартенситная точка — ближе к 0° С, кривая скорости охлаждения на воздухе не пересекает С-кривых (рис. 87, б) при температуре 20″ С структура стали будет состоять из мартенсита. При значительном содержании легирующих элементов и углерода в стали С-кривые значительно сдвинуты вправо (рис. 87, в), а мартенситная точка находится ниже 0° С. Таким образом, при охлаждении на воздухе сталь сохраняет аустенитную структуру при температуре 20° С (рис. 87, в). [c.120]
Эффективным направлением является использование в различных частях сварных конструкций разнородных материалов, наиболее полно отвечающих требованиям эксплуатации, применение двухслойного проката со специальными свойствами облицовочного слоя и других сочетаний. Примером может служить ротор газовой турбины. По ободу диск ротора подвергается действию высоких температур и относительно небольших усилий, а центральная часть работает в условиях невысоких температур и воздействия больших усилий Подобрать материал, одинаково хорошо работающий в этих условиях, очень трудно. Поэтому целесообразно изготовить сварной ротор центральную часть из высокопрочной стали перлитного класса, а обод диска из жаропрочной аустенитной (рис. 6.21). [c.171]
Свойства легированных сталей в рабочих условиях определяются содержащимися в них углеродом и другими элементами, специально введенными в состав. Различают три группы легированных сталей низколегированные с суммарным содержанием легирующих добавок менее 2,5 % среднелегированные с 2,5— 10 % легирующих элементов и высоколегированные с содержанием легирующих элементов более 10 %. В зависимости от микроструктуры различают стали перлитного, мартенситного, мар-тенситно-ферритного, ферритного, аустенитно-мартенситного, аустенитно-ферритного и аустенитного классов. В котлостроении применяют стали двух классов перлитного и аустенитного. [c.220]
Для парогенераторов горизонтального типа в качестве материала корпуса широко использовалась известная углеродистая конструкционная сталь 22К, обладающая хорошими технологическими свойствами. Она хорошо поддается ковке, прокатке, штамповке, хорошо сваривается. Опыт эксплуатации парогенераторов показал и ее хорошие эксплуатационные качества. При повышении единичной мощности парогенератора использование этой стали связано с существенным утолщением стенок корпуса. Для снижения массогабаритных характеристик парогенератора может оказаться целесообразным применение более прочных низколегированных сталей перлитного класса. [c.251]
Вместе с тем обобщения экспериментальных исследований магниевых, алюминиевых, титановых сплавов, бронзы и сталей перлитного и аустенитного класса привели к возможности единого описания процесса роста трещины на основе введения в кинетическое уравнение модуля упругости [30]. В интервале скоростей 2,5-(10″ -10″ ) мм/цикл было предложено описывать рост трещины уравнением, близким по структуре ко второму уравнению синергетики [c.237]
Подогреватели ПНД и ПВД находятся под действием питательной воды котлов и отборного пара паровых турбин, который, конденсируясь, образует дренажи с различным содержанием Игольной кислоты — диоксида углерода. Содержание его в различных частях трубчатой системы ПНД и ПВД может достигать в зависимости от степени конденсации греющего пара нескольких миллиграмм на 1 кг сконденсированного пара. Особенно велика концентрация его в дренажах ПНД и ПВД при недостаточных отсосах неконденсирующихся газов (СО2 и О2) из паровых полостей этих видов оборудования. В этих случаях наблюдается интенсивная коррозия, особенно ПВД, трубчатая система которых изготовлена из стали перлитного класса. Температура среды в зависимости от параметра пара объекта может достигать 300 °С. При этих условиях протекает коррозия с водородной деполяризацией, которая сопровождается наводораживанием металла. Коррозия носит в основном равномерный характер с образованием трещин и появлением хрупких разрущений [12]. [c.79]
Сталь перлитного класса [c.311]
Состоятельность уравнения типа (4.16) подтверждена результатами обработки испытаний на длительную прочность, полученными при изучении влияния вида напряженного состояния на долговечность стали перлитного и аустенитного классов, а также ряда никелевых сплавов. [c.150]
В уравнениях, долговечности стали перлитного и аустенитного классов использован критерий типа (4.8). [c.151]
Таким образом, механические свойства сталей перлитного и аустенитного класса по-разному влияют на износостойкость в условиях удара по абразиву.. [c.168]
СТАЛЕЙ ПЕРЛИТНОГО КЛАССА [c.174]
Увеличение содержания легирующих элементов приводит,, как мы уже знаем, к увеличению устойчивости переохлал-сден-ного аустенита. В конструкционных сталях обычного состава содержание легирующих элементов таково, что становится возможной закалка в масле. В некоторых сталях с несколькими легирующими элементами (например, в хромовольфрамовых или хромоиикельмолибденовых сталях) перлитное превращение аустенита настолько задерживается, что охлаждением детален больших размеров на спокойном воздухе достигается переохлаждение аустенита до температур мартенситного превращения. [c.371]
В сталях перлитного класса ниедение молибдена н небольшом ьоличестие увеличивает температуру рекристаллизации феррита и тем самым повыи ает жаропрочность. Аналогично, но слабее, действует хром (см, рис. 344). [c.465]
Стали перлитного класса являются сравнительно малолегироваиными сталями, которые при 0,12%С содержат 0,5 пли 1% Сг и 0,3 или 0.5% Но. Прп- [c.465]
Углеродистые стали особенно склонны к водородному растрескиванию после термической обработки, приводящей к образованию мартенсита менее склонны стали перлитной структуры. Показано, что углеродистая сталь, прошедшая термообработку с образованием сфероидальных карбидов, менее склонна к растрес- [c.149]
Стали перлитного класса содержат до 0,16% С и молибдена до 0,7%, который увеличивает температуру рекристаплизации феррита и тем са.мым повышает жаропрочность. Аналогично, но слабее действует хром. Присадка ванадия измельчает зерно, а также повышает жаропрочность Обычный режим термической обработки — закалка в масле или нормализация при температурах 950.. 1030 с и отпуск при 720. 750 С (Ас1 = 760 С). Предельная рабочая температура 550.. 580 С. Структура сталей после охлаждения на воздухе перлит и карбиды МзС. Область применения сталей приведена в табл 13. [c.102]
По показателям степени окисления между сталями перлитного и аустенитного класса находится ферритно-мартенситная сталь 12Х11В2МФ (среднее значение и=0,55). Относительно высокое значение п для этой стали в сравнении со сталями перлитного класса также подтверждает большое влияние взаимодействия хрома и хлоридов на процесс коррозии. [c.140]
Исследование кинетики высокотемпературной коррозии сталей под влиянием летучей золы березовского угля Канско-Ачинского бассейна (табл. 4.6), как и под влиянием назаровского угля, проводилось с вырезанными из котельных труб плоскими шлифованными образцами. Образцы из стали 20 испытывались при температурах 450 и 500 °С, сталей перлитного класса 12ХШФ и 12Х2МФСР в интервале температур от 500 до 650 °С, а аустенитной стали 12Х18Н12Т — в промежутке 550—650 °С [134]. Максимальная продолжительность испытаний 4000 ч. [c.158]
Кинетика высокотемпературной коррозии сталей под влиянием летучей золы лейпцигского бурового угля (табл. 4.6) исследовалась в показанной на рис. 3.6 лабораторной установке с вырезанными из котельных труб шлифованными плоскими образцами. Образцы из стали 20 испытывались в интервале температур 450—550 С, сталей перлитного класса 12ХШФ и 12Х2МФСР — в промежутке [c.160]
Сталь ЭИ572Л аустенитного класса способна выдерживать длительную работу в течение 8000—10 000 час. при температуре 600° и напряжении порядка 24— 25 кгс/мм . Сталь ЭИ415Л, относящаяся к жаропрочным сталям перлитного класса, рассчитана на длительную работу при температуре 525° С и напряжении 27— 28 кгс/мм . [c.263]
Фактических данных по коррозионному растрескиванию титановых сплавов в кислотах очень мало. В отличие от нейтральных растворов растрескивание в кислотах, как правило, происходит при заметной и даже высокой интенсивности общей коррозии, поэтому прежде всего необходимо определить возможность использования титановых сплавов из соображений допустимой общей коррозии. Следует, однако, отметить, что даже при больмшй-хкорости коррозии титана не снижается опасность коррозионного растрескивания в отличие от поведения сталей перлитного класса. Имеющиеся данные о коррозионном растрескивании титановых сплавов в кислых растворах относятся главным образом к слабым растворам (и частично — к растворам средней концентрации) соляной и [c.48]
На трубопрокатных заводах ингибитор И-1-В почти полностью заменил ингибитор 4M. Однако и он мало эффективен при травлении труб котельных сталей марок 20,12Х1МФ, 15Х1М1Ф. Для травления этих сталей в настоящее время начинают применять ингибиторы С-5 и ХОСП-10, а для сталей перлитного класса — ингибитор КИ-1. Этот ингибитор эффективен также при травлении труб из углеродистых и низколегированных сталей. Предпочтение следует отдать травлению труб в растворах соляной кислоты. Однако переход на солянокислое травление задерживается из-за отсутствия установок для регенерации отработанных растворов и промывных вод, содержащих соляную кислоту, из-за необходимости замены старого травильного оборудования на новое, обеспечивающее интенсивное травление и выполнение санитарных норм травильных отделений. Для солянокислых сред уже испытаны ингибиторы И-1-В, катапин ВВП, ПКУ, БА-6. [c.71]
Движущей силой этого типа нестабильности является межфаз-ная поверхностная энергия, которая снижается по мере уменьшения величины межфаз ной поверхности. Сфероидизация в сталях перлитного класса — один из наиболее известных примеров такой нестабильности. Грэхем -и Крафт [12] рассмотрели факторы, влияющие на высокотемпературную стабильность эвтектических композитных материалов. Они указали на существование особого кристаллографического соответствия между фазами, которое не меняется при огрублении эвтектической структуры. Они установили также, что, хотя механизм роста фаз состоит в растворении одной из них и в повторном осаждении ее на имеющихся зернах, процесс лимитируется скоростью диффузии, а не скоростью растворения. Для анализа иопользовались уравнения Томсона — Фрейндлиха, определяющие концентрацию элемента у поверхности волокна известного радиуса кривизны. [c.90]
Большинство исследований влияния ввда напряженного состояния на закономерности ползучести выполнены на чистых металлах (алюминий, медь, свинец и др.). Из материалов энергетического машиностроения наиболее часто в качестве объекта исследования использовалась сталь аустенитного класса Х18Н10Т, иногда стали перлитного класса. [c.163]
Исследованиями установлено, что более перспективным материалов для изготовления износостойких деталей углеразмольных мельниц являются высокоуглеродистые экономнолегированные стали перлитно-карбидного класса, которые по износостойкости превосходят аустенитные стали. Присущая же высокоуглеродистым сталям хрупкость устраняется путем микроле-гировния их титаном и бором и последующей специальной тер мической обработкой [c.240]
Одним из эффективных способов использования ресурса жаропрочности сталей перлитного класса может явиться предварительное упрочнение металла труб методом механико-термической обработки (ММТО), основанной на создании стабильной полигональной структуры и упрочнении ферритной составляющей. [c.248]
В различных отраслях машиностроения широко применяют аустенитную сталь 110Г13Л, однако ее износостойкость в условиях ударно-абразивного изнашивания практически не изучена. Механические свойства сталей перлитного и аустенитного класса при отпуске изменяются по-разному. С повышением температуры -отпуска прочностные характеристики (ов, Оо,2 HR ) сталей перлитного класса снижаются, а показатели пластичности (йн, б, i 3) —увеличиваются. [c.167]
Действительно, влияние механических свойств на износостойкость стали перлитного класса в хрупкой и вязкой областях разрушения различно в вязкой области разрушения с увеличением предела прочности износостойкость стали Д7ХФНШ повышается, максимальная износостойкость проявляется на границе хрупко-вязкого перехода. [c.168]
Испытания стали 110Г13Л показывают, что износостойкость ее также существенно зависит от относительных удлинения и сужения в отличие от сталей перлитного класса Д7ХФНШ при всех значениях энергии удара (5 и 10 Дж) с увеличением относительных удлинения [c.168]
mash-xxl.info
Классификация стали, сталь перлитная, сталь мартенситная, сталь аустенитная, сталь ферритная и карбидная
В основе классификации стали лежат следующие основные признаки: способ производства, химический состав, назначение. Кроме того, сталь классифицируют по качеству, товарной форме, состоянию поверхности и точности изготовления, зернистости, структурному состоянию и другим признакам. По способу производства различают сталь: мартеновскую, бессемеровскую, томасовскую, кислородно-конвертную, электросталь и тигельную. Другие способы производства стали имеют не слишком широкое распространение. По характеру футеровки сталеплавильных агрегатов различают сталь основную и кислую. По степени раскисленности сталь делят на спокойную, полуспокойную и кипящую. По химическому составу сталь делится на две основные группы – на углеродистую и легированную. В свою очередь углеродистые стали по содержанию углерода делятся на малоуглеродистые ( не более 0,3 % C), среднеуглеродистые (примерно от 0,3 до 0,65% C) и высокоуглеродистые (более 0,65% С). Углеродистую сталь подразделяют также на углеродистую сталь обыкновенного качества и на сталь углеродистую качественную. По содержанию легирующих элементов легированные стали делят на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные. Если содержание легирующих элементов преобладает над железной основой (более 50%), то такие стали именуются сплавами. По назначению углеродистые стали делят на конструкционные и инструментальные. В конструкционных сталях выделяют строительные (преимущественно малоуглеродистые) и машиностроительные(среднеуглеродистые и малоуглеродистые) . В инструментальных выделяют группы сталей, предназначенных для режущего, мерительного и штамповочного инструментов. Легированные стали в зависимости от назначения делят на конструкционные, инструментальные и стали с особыми (специальными) свойствами. Для придания легированным сталям требуемых свойств в них вводят специальные легирующие элементы в повышенных количествах. Соответственно легирующим элементам стали получают названия – хромистые, никелевые, хромоникелевые, и.т.д.
По качеству стали разделяют на стали обыкновенного качества, стали качественные и стали высококачественные. По товарной форме (или методам придания формы) различают сталь литую, кованую, (поковки или штамповки), катаную. При одинаковом химическом составе литая сталь имеет пониженные механические свойства по сравнению с кованой и катаной сталью. Однако с помощью литья в ряде случаев можно экономичным образом изготавливать детали сложной формы. Полуфабрикаты из стали поставляют калиброванными, шлифованными, а иногда шлифованными и полированными (серебрянка). Размер так называемого природного зерна в значительной степени влияет на процессы и результаты термической обработки и горячей обработки давлением. В связи с этим существует классификация стали по величине природного зерна. Шкала величин зерна стали и методы определения величины зерна установлены ГОСТОМ. Стали могут поставляться термически необработанными и термически обработанными – отожженными, нормализованными и.т.д. По структуре, полученной при охлаждении на воздухе, легированные стали разделяют на пять классов: перлитный, мартенситный, аустенитный, ферритный и карбидный. Сталь перлитного класса является наиболее распространенным конструкционным материалом во всех отраслях промышленности, в том числе и в наиболее квалифицированном машиностроении. Сталь этого класса, как правило, содержит наименьшее количество легирующих элементов. Сталь мартенситного класса характеризуется высокой твердостью, большой хрупкостью и плохой обрабатываемостью. Эта сталь до настоящего времени не получила сколько-нибудь заметного распространения. Сталь аустенитного класса содержит наибольшее количество легирующих элементов. Стали этого класса в зависимости от природы легирующих элементов и их количества, а также от характера термической обработки могут обладать самыми различными высокоценными свойствами: большой пластичностью, вязкостью, значительной прочностью, высоким сопротивлением истиранию и коррозии, малым коэффициентом теплового расширения, немагнитностью и другими специальными свойствами. Стали этого класса весьма трудно поддаются обработке. Сталь ферритного класса имеет незначительное содержание углерода и высокое содержание легирующих элементов, ограничивающих область твердых растворов и расширяющих область твердых растворов. Стали этого класса относятся к группе незакаливающихся. При их нагревании не наблюдается полиморфных превращений, а происходит лишь рост зерна. Структура таких сплавов состоит из феррита и небольшого количества карбидов. Сталь карбидного класса содержит большое количество легирующих элементов, образующих карбиды, хорошо различимые в микроструктуре. Стали этого класса характеризуются высокой твердостью, износостойкостью, теплостойкостью и являются лучшими сталями для высокопроизводительного режущего инструмента. По структуре в отожженном состоянии легированные стали подразделяют на доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Доэвтектоидные стали характеризуются наличием в их структуре свободного феррита, эвтектоидные стали имеют перлитную структуру, заэвтектоидные стали имеют в структуре избыточные вторичные карбиды (выделившиеся из аустенита), легированные ледебуритные стали имеют в структуре первичные карбиды, выделившееся из жидкой стали.
www.ural-metall.com