Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое деформация? Назовите ее виды.

2. Какая деформация называется упругой, какая, пластической?

3. Назовите механизмы процесса пластической деформации?

4. Назовите виды разрушений.

5. Каким путем происходит хрупкое и вязкое разрушение?

6. Назовите факторы, определяющие характер разрушения.

7. Что такое наклеп?

8. Какие механические свойства повышаются в результате наклепа?

9. Какой процесс называют возвратом?

10. Что называется рекристаллизацией?

11. Назовите стадии рекристаллизации.

12. От чего зависит температура начала рекристаллизации?

13. Назовите виды деформации, их различие.

14. При какой температуре на практике проводят горячую деформацию?

ТЕМА: Коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные стали

и сплавы (2 часа)

Вопросы для изучения:

1. Виды коррозии.

2. Коррозионностойкие стали.

3. Жаростойкие стали и сплавы.

4. Жаропрочные стали и сплавы.

Методические указания:

1. Изучите предлагаемые вопросы по литературным источникам и лекции;

2. Составьте краткий конспект;

3. Ответьте на вопросы для самоконтроля.

ЛЕКЦИЯ

Тема: Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали и сплавы.

Жаропрочные стали и сплавы

Коррозией называют разрушение металлов под действием окружающей среды. В результате воздействия внешней среды механические свойства металлов резко ухудшаются.

Различают химическую коррозию, протекающую при воздействии на металл газов (газовая коррозия) и неэлектролитов (нефть), и электрохимическую коррозию, вызываемую действием электролитов: кислот, щелочей и солей.

Повышение устойчивости стали к коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности защитные пленки, прочно связанные с основным металлом и предупреждающие контакт между сталью и наружной агрессивной средой.

Стали, устойчивые к электрохимической, химической (атмосфер­ной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной и другим видам коррозии, называют коррозионно-стойкими (нержавеющими).

Коррозионно-стойкие стали. Составы сталей, устойчивых к электрохимической коррозии, можно разделить на два основных класса: хромистые, имеющие после охлаждения на воздухе ферритную, мартенситно-ферритную (феррита более 10 %) или мартенситную структуру, и хромоникелевые имеющие аустенитную, аустенитно-мартенситную или аустенитно-ферритную (феррита более 10 %) структуру (ГОСТ 5632—72).

С тали ферритного, мартенситного и мартенситно-ферритного классов.

При введении в сталь 12—14 % Сг возрастает устойчивость против коррозии в атмосфере, морской (пресной) воде, ряде слабых растворов кислот, со­лей и щелочей.

Более широко при­меняют хромистые стали марок 12X13, 20X13, 30X13 и 40X13, и низкоуглероди­стые стали 12X17 и 15X28. Сталь 12X13 после закалки в масле или на воздухе с высоких температур имеет структуру мартенсит и феррит (ферритно-мартенситная сталь).

Стали 20X13, 30X13 и 40X13 после охлаждения на воздухе имеют струк­туру мартенсит, т. е. относятся к мартенситному классу.

Коррозионная стойкость стали повышается термической обра­боткой: закалкой и высоким отпуском и созданием шлифован­ной и полированной поверхности.

Стали 12X13 и 20X13 применяют для изготовления деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагруз­кам (клапанов гидравлических прессов, предметов домашнего обихода). Их подвергают закалке в масле от 1000—1100 °С и высокому отпуску при 700—775 °С.

Стали 30X13 и 40X13 используют для карбюраторных игл, пружин, хирургических инструментов и т. д. Их закали­вают от 1000—1050 °С в масле и отпускают при 180—200 °С. После такого отпуска они сохраняют мартенситную структуру, высокую твердость (50—60 HRC) и достаточную устойчивость про­тив коррозии.

Более высокой коррозионной стойкостью обладают, низкоуглеродистые высокохромистые стали ферритного класса: 12X17, 15Х25Т и 15X28.

Стали аустенитного класса 12Х18Н9, 17Х18Н9 после охлаж­дения до комнатной температуры имеют аустенитную структуру, низкий предел текучести, умеренную прочность, высокую пластичность и хорошую коррозионную стой­кость в окислительных средах.

Для получения аустенитной структуры, обладающей высокой коррозионной стойкостью, стали нагревают до 1100— 1150 °С (для растворения карбидов), и закаливают в воде (на воз­духе). Сталь 12Х18Н9 обычно применяют в виде холоднокатаного листа или ленты.

Высокое сопротивление межкристаллитной коррозии, хорошую пластичность и свариваемость имеют низкоуглеродистые аустенитные стали 04Х18Н10 и 03Х18Н12, которые используются для изготовления химиче­ской аппаратуры.

Устойчивость сталей против коррозии в органических кислотах, серной кислоте и морской воде повышает молибден. Для этой цели применяют, стали 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13МЗТ, которые сочетают высокую коррозионную стойкость с хорошей технологичностью.

К сталям аустенитно-ферритного класса относятся стали марок 08X22H6T, 08Х21Н6М2Т и др.

Особую группу представляют, аустенитно-мартенситные коррозионно-стойкие стали, например сталь 09Х15Н8Ю. Для повышения механических свойств сталь 09Х15Н8Ю подвергают закалке от 975 °С, после которой структура стали — аустенит и небольшое количество мартенсита. В этом со­стоянии сталь обладает достаточно высокой пластичностью и мо­жет быть подвергнута пластической деформации и обработке резанием.

В случае, когда аустенитные стали не обеспечивают высокой коррозионной стойкости в таких средах, как серная и соляная кислоты, используют коррозионно-стойкие сплавы на железоникелевой и никелевой основе; например, сплав 04ХН40МДТЮ, который подвергают закалке от 1050—1100°С и старению при 650—700 °С. Сплав предназначен для работы при боль­ших нагрузках в растворах серной кислоты.

Для изготовления сварной аппаратуры, работающей в растворах серной и фосфорной кислот, применяется, никелевый сплав Н70МФ.

Для работы при повышенных температурах во влажном хлоре, солянокислых и сернокислых средах, хлоридах, смесях кислот и других агрессивных средах наибольшее распространение получил сплав ХН65МВ.

ХН65МВ – 14,5 – 16,5% хрома, 15% молибдена, 3,0 – 4,5% вольфрама, остальное – никель.