yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Різні конспекти лекцій->Содержание->2.4.2. Стали з спеціальними властивостями

Металургія

2.4.2. Стали з спеціальними властивостями

Корозійностійкі (неіржавіючі) сталі. Найнадійніший спосіб захисту від корозії — вживання корозійностійких сталей. Корозійна стійкість досягається при введенні в сталь елементів, що утворюють на їх поверхні тонкі і міцні оксидні плівки. Якнайкращий з цих елементів — хром. При введенні в сталь 12-14% хрому вона стає стійкою проти корозії в атмосфері, воді, ряду кислот, лугів і солей. Сталі, що містять меншу кількість хрому, схильні корозії точно так, як і вуглецеві стали. В техніці застосовують хромові і хромонікелеві корозійностійкі сталі.

Хромові корозійностійкі сталі можуть містити 13, 17 або 25-27% хрому. Сталі марок 08X13, 12X13, 20X13 піддаються гартуванню від 1000°С і відпуску при 600-700°С. Їх застосовують для виготовлення деталей з підвищеною пластичністю, що працюють в слабоагресивному середовищі. Сталі 30X13, 40X13 піддаються гартуванню і відпустку при 200-300°С. З них виготовляють ріжучий, мірильний і хірургічний інструмент.

Сталі 12X17, 15X28 мають більш високу корозійну стійкість. Піддаються відпалу при температурі 700 – 780оС. Використовуються для устаткування заводів легкої і харчової промисловості, труб, що працюють в агресивному середовищі, для кухонного посуду.

Хромонікелеві сталі звичайно містять 18% хрому і 9 -12% нікелю (04Х18Н10, 12X18H10Т, 12X18H12T і ін.). Вони мають більш високу корозійну стійкість в порівнянні з хромовими сталями, кращі механічні властивості, добре зварюються. Ці сталі мають аустенітну структуру. Їх термообробка складається з гартування від температури 1100-1150°С у воді без відпуску.

Хромонікелеві сталі схильні до міжкристалітної корозії. Вона швидко розповсюджується по границях зерен без помітних зовнішніх ознак. Це відбувається унаслідок утворення карбідів хрому по границях зерен, що приводить до зменшення вмісту хрому в поверхневому шарі зерна. Щоб карбіди хрому не утворювалися, треба або використовувати, стали з пониженим вмістом вуглецю (до 0,04%), або додатково легувати сталь титаном, що зв'язує вуглець в карбід титану.

Використовуються хромонікелеві сталі в харчовій і хімічній промисловості, в холодильній техніці. Оскільки нікель дорогий елемент, іноді його частково замінюють марганцем і використовують сталь 10Х14Г, 14Н4Т.

Жаростійкі і жароміцні стали. Під жаростійкими сталями розуміють сталі, що володіють стійкістю проти хімічного руйнування поверхні при високій температурі (зверху 550°С). При нагріві сталі відбувається окислення поверхні і утворюється оксидна плівка (окалина). Подальше окислення визначається швидкістю проникнення атомів кисню через цю плівку. Через плівку оксидів заліза вони проникають дуже легко. Для підвищення жаростійкості сталь легують елементами, що створюють щільну плівку, через яку атоми кисню не проникають. Ці елементи — хром, алюміній, кремній. Оскільки алюміній і кремній підвищують крихкість сталі, частіше за все застосовують хром. Чим більше його вміст, тим більше жароміцною є сталь. Сталь 15X5 витримує до 600°С, 40Х9С2 — до 800°С, розглянуті раніше 12X17 — до 900°С і 15X28 — до 1050°С.

Жароміцні матеріали здатні протистояти механічним навантаженням при високих температурах. Жароміцні сталі класифікуються по структурі.

Перлітові сталі містять малу кількість вуглецю, легуються хромом, молібденом, ванадієм (12ХМ, 12Х1МФ). Використовують для виготовлення труб, паропроводів і ін. деталей, що тривало працюють при температурі 500-550°С.

Мартенситні сталі у великій кількості леговані хромом (15X11МФ, 15Х12ВНМФ). Вони використовуються для деталей енергетичного устаткування, що тривало працює при температурі 600-620оС. Особливу групу мартенситних сталей складають сільхроми, вживані для клапанів двигунів внутрішнього згоряє. Вони додатково леговані кремнієм (40Х9С2, 40X1ОС2М).

Аустенітні сталі леговані великою кількістю хрому і нікелю, а також іншими елементами (09Х14Н16Б, 09Х14Н19В2БР). З цих сталей виготовляють деталі газових турбін, що працюють при температурі 600-700°С.

Для роботи при більш високих температурах (700-900°С) служать сплави на основі нікелю, що називаються німоніками. Прикладом німоніка є сплав ХН77ТЮР, що містить окрім нікелю приблизно 20% Сг, 2,5% Ti, 1% Аl.

Для роботи при температурах зверху 1000°С використовують тугоплавкі метали і їх сплави. Це — хром, ніобій, молібден, тантал, вольфрам. Вони використовуються в атомній енергетиці і в космічній техніці.

Температури 1500-1700оС витримують жароміцні керамічні матеріали на основі карбіду і нітриду кремнію.

 

15