100. Жаростойкая сталь

Жаросто́йкая (окалиносто́йкая) сталь - это сталь, обладающая стойкостью против коррозионного разрушения поверхности в газовых средах при температурах свыше 550 °C, работающая в ненагруженном или слабонагруженном состоянии.

Характеристика

Жаростойкость (окалиностойкость) стали характеризуется сопротивлением окислению при высоких температурах. Для повышения окалиностойкости сталь легируют элементами, которые изменяют состав и строение окалины. В результате введения в сталь необходимого количества хрома (Cr) или кремния (Si), обладающих бо́льшим родством с кислородом (O), чем железо (Fe), в процессе окисления на поверхности образуются плотные оксиды на основе хрома или кремния. Образовывающаяся тонкая плёнка из этих оксидов затрудняет процесс дальнейшего окисления. Чтобы обеспечить окалиностойкость до температуры 1100 °C в стали должно быть не менее 28% хрома (например сталь 15Х28). Наилучшие результаты получаются при одновременном легировании стали хромом и кремнием.

Классификация

Жаростойкие стали подразделяются на несколько групп:

• хромистые стали ферритного класса;

• хромокремнистые стали мартенситного класса;

• хромоникелевые стали аустенитно-ферритного класса;

• хромоникелевые аустенитные стали.

Хромистые стали ферритного класса

Пример: 15Х25Т, 15Х28.

Могут применяться для изготовления сварных конструкций, не подвергающихся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже минус 20 °C; для изготовления труб для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах; аппаратуры, деталей, чехлов термопар, электродов искровых зажигательных свечей, труб пиролизных установок,теплообменников; для спаев со стеклом. Жаростойкость - до 1100 °C.

Хромокремнистые стали мартенситного класса

Пример: 40Х10С2М.

Применяются для изготовления клапанов авиационных двигателей, автомобильных и тракторных дизельных двигателей, крепёжные детали двигателей.

Хромоникелевые стали аустенитно-ферритного класса

Пример: 20Х23Н13.

Применяются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах в слабонагруженном состоянии. Жаростойкость до 900-1000 °C.

Хромоникелевые аустенитные стали

Пример: 10Х23Н18, 20Х25Н20С2.

Применяются для изготовления листовых деталей, труб, арматуры (при пониженных нагрузках), а также деталей печей, работающих при температурах до 1000-1100 °C в воздушной и углеводородной атмосферах.

101. Классификация конструкционных сталей.

1. По хим составу (углеродистые, легированные)

2. По обработке ( цементуемые, улучшаемые)

3. По назначению (пружинные, шарикоподшипниковые, машиностроительные,строительные)

4. по качеству стали ( обыкновенные,качественные, высококачественные)

5.по степени раскисления( спокойные , получпокойные, кипящие)

102. Материаловедение- наука о взаимосвязи электр. строения структуры материала с их составом, а так же физ, хим, технологические и эксплуатационные свойства.

103. Связь свойств и типа диаграмм состояния.

Свойства сплавов зависят от взаимодействия компонентов, т. е. от того, какая структура в них получается. Диаграммы состояния характеризуют взаимо­действие компонентов и пока­зывают, какая структура образуется в зависимости от со­става сплава. Следовательно, существует связь между свой­ствами и диаграммами состояний. При этом необходимо знать, что в связи с большим многообразием диаграмм состояния они были классифицированы:

– на диаграмму состояния сплавов (I рода), компоненты которой образуют механическую смесь (рис. 27, а);

– диаграмму состояния сплавов (II рода), компоненты которой неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях (рис. 27, б);

– диаграмму состояния сплавов (III рода), компоненты которой неограниченно растворимы в жидком состоянии и ограниченно – в твердом  (рис. 27, в);

– диаграмму состояния сплавов (IV рода), компоненты которой в твердом виде образуют устойчивые химические соединения (рис. 27, г).

 

 

Рис. 27. Зависимость между диаграммами состояния сплавов и их свойст­вами

 

Зависимость между составом, структурой и характером диаграмм состояния впервые установил академик И. С. Курнаков. Построенные им диаграммы состав – свойство широко используются на практике. Твердость (НВ), электрические и другие физические характеристики сплавов, затвердевающих согласно диаграмме состояния, компоненты  которых не растворимы в твердом состоянии, изменяются по закону прямой линии (рис. 27, а). Если в сплавах образуется непрерывный ряд твердых растворов, то свойства изменяются по криволинейной зависимости  (рис. 27, б). В системе сплавов с ограниченной растворимостью компонентов и в случае образования химического соединения свойства изменяются в соответствии с принадлежностью той или иной части диаграммы к первому или второму типу (рис. 27, в и г).