- •8. Термическая обработка стали
- •9. Упрочнение поверхности стальных деталей
- •Размеры и величины прогибов образцов-свидетелей при обработке поверхностей деталей дробью
- •Влияние упрочнения на малоцикловую усталость сталей*
- •Составы углерод насыщенных сред (карбюризаторов), применяемых в процессе цементации сталей, и режимы химико-термической обработки изделий
- •Режимы термической обработки цементованных изделий
- •Общие принципы выбора температуры (°с) термической обработки цементованных сталей
- •Рекомендуемые значения контрольной и поверхностной твердости при установлении эффективной толщины слоя
- •Глубина слоев при различных условиях проведения цементации в мм
- •Составы основных насыщающих сред и режимы химико-термической обработки при азотировании
- •Режимы азотирования конструкционных и инструментальных сталей
- •Составы ванн и режимы цианирования изделий
- •Составы сред и режимы борирования сталей
- •Составы сред и режимы силицирования сталей
- •Составы сред и режимы алитирования сталей
- •Составы сред и режимы хромирования сталей
- •10. Коррозия и коррозионностойкие материалы
- •Примеры коррозионных пар
- •Пятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов
- •Прочность и сопротивление коррозионному растрескиванию коррозионностойких сталей
- •Химический состав (%) хромистых коррозионностойких сталей (гост 5632–72)
- •Характеристики механических свойств и режимы термической обработки хромистых коррозионностойких сталей мартенситного, мартенситно-ферритного и ферритного классов
- •12. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы
- •Режимы термообработки и характеристики механических свойств сортового проката из жаропрочных сталей при нормальной температуре
- •Режимы термической обработки, пределы ползучести и длительной прочности легированных сталей перлитного и мартенситного классов, применяемых для длительной службы
- •Примерное назначение низколегированных жаропрочных сталей перлитного класса
- •Режимы термической обработки и характеристики механических свойств сортового проката из жаропрочных аустенитных сталей (при нормальной температуре)
- •Пределы ползучести и длительной прочности жаропрочных аустенитных сталей, применяемых для длительной службы*
- •Пределы длительной прочности и ползучести сплавов на железо-никелевой основе *1
- •Пределы длительной прочности и ползучести сплавов на никелевой основе*1
- •13. Хладостойкие стали и сплавы
- •Состав и механические свойства сталей 20л и 20фл
- •Средние показатели выплавки высокопрочной стали
- •Влияние остроты надреза на температуру перехода стали в хрупкое состояние
- •Основные признаки хрупкого и вязкого разрушения
- •Конструкционные низколегированные стали для сварных конструкций северного исполнения и основные области их применения
Примерное назначение низколегированных жаропрочных сталей перлитного класса
Сталь |
Назначение |
Рабочая температура, ˚С |
Срок службы |
Температура начала интенсивного окалинообразования,˚ С |
12МХ |
Трубы паронагревателей, паропроводов и коллекторов энергетических установок; арматура паровых котлов и паропроводов |
500–510 |
Весьма длительный |
570 |
15ХМ |
520–530 |
570 |
||
12Х1МФ |
570–585 |
600 |
||
15Х1М1Ф |
570–585 |
600 |
||
18Х3МВ |
Трубы для гидрогенизационных установок и нефтехимической аппаратуры |
450–500 |
Длительный |
600 |
20Х3МВФ |
500–550 |
600 |
||
20Х3МВФ |
Поковки (роторы, диски), болты |
530–560 |
600 |
|
25Х1МФ |
Крепежные детали (болты, шпильки), плоские пружины |
500–510 |
Длительный |
600 |
25Х2М1Ф |
520–550 |
600 |
Таблица 12.4
Режимы термической обработки и характеристики механических свойств сортового проката из жаропрочных аустенитных сталей (при нормальной температуре)
Сталь |
Режим термообработки |
Характеристики механических свойств |
|||||||
Температура закалки, °С. |
Охлаждающая среда |
Т, °С, длительность отпуска или старения |
Временное сопротивление σв, МПа |
Предел текучести σ0,2, МПа |
Относительное удлинение δ5, % |
Относительное сужение ψ, % |
Ударная вязкость КСU, Дж/см2 |
||
10Х11Н20Т3Р |
1150–1180 |
воздух, масло |
750 (16 ч) |
850 |
500 |
10 |
15 |
30 |
|
10Х11Н23Т3МР |
1170–1200 |
воздух |
750 (16–25 ч) |
900 |
600 |
8 |
10 |
30 |
|
37Х12Н8Г8МФБ |
1140–1160 |
вода |
670 (12–14 ч) 770–800 (10–12 ч) |
850 |
600 |
15 |
20 |
– |
|
45Х14Н14В2М |
** |
|
820 |
720 |
320 |
20 |
35 |
50 |
|
09Х14Н18В2Б |
1110–1140 |
воздух |
* |
500 |
200 |
35 |
– |
– |
|
09Х14Н19В2БР |
1100–1150 |
воздух |
* |
500 |
220 |
38 |
50 |
140 |
|
09Х14Н19В2БР1 |
1130–1160 |
воздух |
750 |
520 |
220 |
30 |
44 |
120 |
|
37Х12Н8Г8МФБ |
1140 ± 10 |
вода |
770–800 |
850 |
600 |
15 |
20 |
25 |
|
30Х13Г18Ф |
1150 ± 10 |
вода |
700 (10 ч) |
700 |
360 |
30 |
40 |
80 |
|
08Х16Н13М2Б |
1100–1150 |
вода, воздух |
750 |
560 |
220 |
40 |
50 |
120 |
|
10Х17Н13М2Т |
1050–1100 |
вода |
* |
520 |
220 |
40 |
55 |
– |
|
08Х17Н15М3Т |
1050–1100 |
воздух |
* |
500 |
200 |
35 |
45 |
– |
|
08Х15Н24В4ТР |
1130–1150 |
воздух |
730–750 |
750 |
450 |
20 |
35 |
80 |
|
08Х15Н24В4ТР |
** |
воздух |
700 (16 ч) |
700 |
400 |
15 |
30 |
– |
|
12Х18Н9 |
1050–1100 |
воздух, вода |
700 (20 ч) |
500 |
200 |
45 |
55 |
– |
|
08Х18Н10Т |
1050–1100 |
то же |
700 (20 ч) |
520 |
200 |
40 |
55 |
– |
|
12Х18Н9Т |
1050–1100 |
то же |
700 (20 ч) |
550 |
200 |
40 |
55 |
– |
|
12Х18Н12Т |
1050–1100 |
то же |
800 (10 ч) |
550 |
200 |
40 |
55 |
– |
|
08Х18Н12Б |
1050–1100 |
то же |
* |
500 |
180 |
40 |
55 |
– |
|
36Х18Н25С2 |
1100–1150 |
воздух, масло, вода |
* |
650 |
350 |
25 |
40 |
– |
|
36Х18Н25С2 |
1200 |
вода |
800 (8 ч) |
855 |
550 |
17 |
18 |
50 |
|
30Х19Н9МВБТ |
1150–1180 |
воздух, вода |
750–800 |
680 |
350 |
35 |
40 |
60 |
|
31Х19Н9МВБТ |
1050 |
вода |
750 (15 ч) |
680 |
350 |
25 |
25 |
70 |
|
55Х20Н4АГ9М |
1160–1190 |
вода |
760–780 |
1000 |
650 |
8 |
10 |
– |
|
20Х20Н14С2 |
1000–1100 |
воздух, вода |
* |
600 |
300 |
35 |
30 |
– |
|
20Х23Н13 |
1050–1150 |
то же |
* |
500 |
300 |
35 |
50 |
– |
|
20Х23Н18 |
1100–1150 |
то же |
* |
500 |
200 |
35 |
50 |
– |
|
20Х23Н18 |
1030–1130 |
вода |
* |
540 |
265 |
35 |
– |
– |
|
20Х25Н20С2 |
1100–1150 |
воздух, вода |
* |
600 |
300 |
35 |
50 |
– |
|
* Применяются без отпуска. **Без закалки
В марках этих сталей приняты следующие обозначения для легирующих элементов: А — N, Б — Nb, В — W, Г — Mn, К — Co, М — Mo, Н — Ni, P — B, C — Si, T — Ti, Ф — V, X — Cr, Ю — Al. Цифра после буквы указывает на округленное (среднемарочное) содержание этого элемента в процентах (при содержании менее 1 % цифру не пишут). Исключение — углерод, содержание которого первые две цифры марки выражают в десятых процента. Например, марка 45Х14Н14В2М следующего состава: 0,45 % С, 14 % Cr, 14 % Ni, 2 % W, и ≤ 1 % Мо. Характеристики механических свойств сортового проката из жаропрочных аустенитных сталей, а также оптимальные режимы термической обработки приведены в табл. 12.4.
В соответствии с особенностями легированного аустенита характеристики жаропрочных свойств аустенитных сталей более высокие (табл. 12.5), чем у жаропрочных сталей перлитного или мартенситного классов.
Сталь 08Х18Н10Т применяют как жаропрочную и жаростойкую. При температуре до 600 °С у стали стабильные механические свойства, она устойчива против межкристаллитной коррозии и хорошо сваривается. Сталь этой марки изготовляют в виде сортового проката, поковок, листа, труб для энергетического и химического оборудования. Аналогичные свойства у стали 12Х18Н12Т, которую применяют в тех же областях техники.
У хромоникельвольфрамовых аустенитных сталей (45Х14Н14В2М) повышенные жаропрочность и сопротивление усталости при высоких температурах. Сталь 45Х14Н14В2М находит применение для выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания. Для длительных сроков службы при температурах 600–650 °С рекомендуется сталь того же типа с пониженным содержанием С (до 0,15 %).
Аустенитные стали применяют, как правило, для изготовления деталей, работающих при температурах 650–700 °С весьма длительное время. Механические свойства этих сталей при температуре 20 °С похожи, но пределы длительной прочности и ползучести отличаются весьма существенно (табл. 12.4, 12.5). Наиболее жаропрочные из них стали 09Х14Н19В2БР1 и 09Х14Н19В2БР, которые применяют для изготовления пароперегревательных и паропроводных труб установок сверхвысокого давления.
Хромомарганцевые стали марок 30Х13Г18Ф и 37Х12Н8Г8МФБ — заменители жаропрочных сталей с более высоким содержанием никеля. Эти стали имееют достаточно высокую длительную прочность при температурах 500–650 °С.
Таблица 12.5