Стали и сплавы с особыми свойствами
Эти материалы должны иметь определенные свойства, которые зависят от характера их работы. Эти свойства возникают при высокой степени легированности стали, а в ряде случаев нужна замена на сплавы, имеющие другую основу, например, Nі, Мо, Nв, Со. Различают износостойкие, коррозионностойкие, жаропрочные сплавы с особыми физическими свойствами.
Износостойкие стали
Примером сталей, испытывающих истирание, являются шарикоподшипниковые. Они идут на изготовление шариков и роликов подшипников качения. Исходя из условий эксплуатации, они должны иметь контактную выносливость, что обеспечивается высокой чистотой материала, он должен иметь минимальное количество вредных примесей, образующих неметаллические включения – концентраторы напряжения, приводящие к преждевременному разрушению изделий. Шарикоподшипниковые стали для обеспечения высокой твердости содержат много углерода, как и инструментальные, для повышения прочности, уменьшения Vкр, внутренних закалочных напряжений их калят в масле, л.э. является обычно хром. Они имеют нестандартную маркировку. Например ШХ15 (Ш- шарикоподшипниковая, Х-Сч, содержание которого выражается в десятых долях процента, в данном случае 1, 5% , С~ 1%). Применяют стали ШХ6, ШХ9, ШХ15,ШХ15СГ. Слева направо растет количество л. э. и, следовательно, прокаливаемость. Термообработка включает неполную закалку и низкий отпуск. Структура в окончательном виде - отпущенный мартенcит и легированный цементит, НRC > 62.
|
|
|
При эксплуатации в условиях ударного нагружения применяют сталь аустенитного класса, легированную Мп с высоким содержанием углерода - 11ОГ13Л. Структура после литья аустенит и Мп3С. Карбиды марганца твердые и хрупкие, при ударах выкрашиваются, что недопустимо. Поэтому их подвергают высокотемпературной закалке для растворения карбидной фазы в аустените, при последующем охлаждении она не успевает выделиться и строение гомогенное. Так как в эксплуатации сталь испытывает удары , то твердость и износостойкость формируется при работе за счет наклепа. Так как сталь наклепывается под резцом, она плохо обрабатывается резанием, поэтому изделия из нее (ковши землечерпальных машин, гусеничные траки) получают литьем.
Коррозионностойкие стали
Разрушение материала под действием окружающей среды называется коррозией. Ей подвержены практически все изделия. Различают химическую и электрохимическую коррозию. Первая наблюдается в газах и жидкостях неэлектролитах, вторая протекает в средах проводящих ток. Для повышения коррозионной стойкости стали легируют, главным л. э. является Сч – элемент, который образует плотные защитные оксидные пленки Сч2 О3 предохраняющие изделия от контакта с окружающей средой. Чтоб пленка покрывала всю поверхность, хрома должно быть > 13%. Высокохромистые стали типа X13 содержат разное количество углерода. При малой его концентрации 03X13, 10X13 - стали пластичны,
|
|
|
но малопрочны, коррозионная стойкость выше, чем у высокоуглеродистых. Их подвергают высокотемпературной закалке и высокому отпуску. Из них изготавливают лопатки гидро- и паровых турбин. При большем содержании углерода-20X13, 30X13, 40X13 сталь после термообработки на мартенсит сочетает высокую твердость с коррозионной стойкостью. Ее применяют для изделий, которые должны иметь эти свойства. Например: хирургический инструмент, подшипники, пружины.
Значительным преимуществом перед хромистыми обладают хромоникелевые стали. Они имеют аустенитную структуру, поэтому выше механические свойства, меньше склонность к разрушению, коррозионная стойкость возрастает, хладноломкости. Это стали типа X18Н9. Недостаток их – склонность к интеркристаллитному разрушению. Это связано с тем, что небольшое количество углерода сопровождается образованием по границам зерен карбидов хрома, содержащих очень большое его количество. Поэтому близлежащие области аустенита обедняются хромом, здесь его количество становится меньше 13%, стойкость против коррозии резко падает, поэтому по границам зерен появляются продукты коррозии, разобщающие их, снижающие прочность. Для избежания этого явления сталь в небольших количествах легируют элементами, у которых сродство к углероду больше, чем у хрома (Ті, Nв). Эти элементы образуют собственные карбиды, сохраняя весь хром в твердом растворе. Это стали марок 08X18H12Т , 08X18H12Б , 12X18H10T. Благодаря высокой пластичности и отсутствию охрупчивания (ГЦК решетка) аустенитные стали хорошо прокатываются, из листов изготовляют сосуды для хранения жидких газов, т.е. применяют в криогенной технике.
|
|
|
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 409; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!