9.(( Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы.

Жаропрочность - способность материала противостоять механическим нагрузкам при высоких температурах.Жаростойкость (окалиностойкость) - способность сталей и сплавов сопротивляться окислению при высокой температуре.Жаростойкость зависит от непроницаемости и жаропрочности пленки окислов, образующихся на поверхности сплавов в процессе газовой коррозии при высоких температурах. Для получения прочной и непроницаемой пленки сталь легируют хромом, кремнием и алюминием.Жаропрочные сплавы классифицируют по температуре эксплуатации.

Жаропрочные стали делятся:

1. Керметные от 500-550С. Из них изготовляют крепеж, трубы, паропроводы и др. Они содержат малое количество углерода, и легированы хромом, молибденом, ванадием.2. Мартенситные - детали энергетического оборудования (диафрагмы, роторы) при 600-620С. Легированы хромом, вольфрамом, молибденом, ванадием. 3. Аустенитные - роторы, диски, клапаны дизельных двигателей 600-700С. Легируют вольфрамом, молибденом, ванадием, бором.4. Сплавы на никелевой основе при температуре 700-900С: нихром - для нагревательных элементов; нимоники - стареющие сплавы на основе никеля, содержащие хром, титан, алюминий.5. Керамические материалы - материалы на основе SiС, Si₃Н₄, системы Si-Al-O-N применяют для поршней, головок блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания.Керамические материалы имеют низкую плотность, прочны, износостойки, хорошо сопротивляются коррозии и эрозии. Детали могут работать при температурах больше 1500-1700С не боясь перегрева и не требуя принудительного охлаждения.Недостатки: хрупкость, сложность изготовления деталей.6. Тугоплавкие материалы для работы при температурах свыше 1000С. Это металлы у которых температура плавления больше железа: хром 1900С, ниобий - 2415С, молибден -2620С, вольфрам - 3410С.

Расширение производства и применения тугоплавких материалов и сплавов связано с развитием атомной теплоэнергетики и ракетно-космической техники.Все тугоплавкие материалы имеют низкую жаростойкость. Для защиты их от окисления применяют различные покрытия.

10.(( Основы термической и химико-термической обработки стали.

Термической обработкой, называют совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов, находящихся в твердом состоянии, для изменения их структуры, и получения нужных физико-механических свойств.

Отжиг - нагрев стали до заданной температуры, выдержка и медленное охлаждение (вместе с печью) для получения не напряженной структуры и устранение мехвации.Отжиг бывает I и II рода. Рекристаллизационный отжиг (I рода) - нагрев сплава для устранения наклепа, полученного в результате холодной деформации и повышения пластичности. Этот вид термообработки основан на процессах возврата, рекристаллизации и гомогенизации.

Отжиг с фазовой перекристаллизацией (II рода), характеризуется нагревом сплава выше температуры фазовых превращений, с целью снижения твердости и устранения структурной неоднородности стали.Нормализация - нагрев стали выше температуры фазовых превращений, с последующим охлаждением на воздухе (в нормальных условиях), для улучшения микроструктуры стали и повышения механических свойств, а также для подготовки к последующей термообработке.

Закалка - нагрев стали выше температуры фазовых превращений, с последующим охлаждением по определенному режиму, для получения нужной структуры и повышения прочности и твердости. Отпуск - нагрев закаленной стали ниже температуры фазовых превращений, для снятия температурных напряжений и получения более равновесной структуры.

Основные факторы термической обработки - это температура и время.

АБ - скорость нагрева сплава;

БВ - выдержка при заданной температуре;

V₁, V₂, V₃, V₄ - скорость охлаждения.

Отжиг.

1. Полный отжиг доэвтектоидной стали. 2. Неполный отжиг заэвтектоидной стали. 3. Неполный отжиг доэвтектоидной стали.

4. Низкотемпературный отжиг и рекристаллизационный отжиг.5. Диффузионный отжиг.6. Нормализация.

В зависимости от температуры отжига различают: диффузионный отжиг (гомогенизация), полный отжиг, неполный отжиг, отжиг на зернистый кермет, изотермический отжиг.

Нормализация.

Это более экономичный, чем отжиг, термический процесс (нет операции охлаждения металла вместе с печью).Нормализация зависит от состава стали. При нормализации измельчается зерно кермета, разрушается сетка цементита в заэвтектоидных сталях и увеличиваются механические свойства стали. В этих случаях нормализация служит окончательной операцией термической обработки.