- •Содержание
- •Лекция 2.Выбор заготовки и метода её изготовления
- •Классификация основных методов изготовления деталей.
- •Классификация основных методов изготовления деталей
- •Современные машиностроительные материалы
- •2.2. Низколегированные стали
- •Углеродистые стали специального назначения.
- •Углеродистые качественные стали.
- •2.3. Методы получения чугуна и стали.
- •Сопоставление содержания, %, углерода и примесей в передельном чугуне и низкоуглеродистой стали
- •Цветные металлы и сплавы.
- •3. Основные способы получения заготовок
- •3.1. Способы получения заготовок
- •3.2. Литье
- •3.2 Примерная длительность охлаждения отливок
- •3.3. Ковка и штамповка
- •3.4. Резка проката
- •3.3. Геометрические параметры дисковой пилы (см. Рис. 3.26 и 3.28)
- •4. Обработка деталей резанием
- •4.1. Основные способы обработки деталей резанием.
- •Обеспечение требуемых точности и шероховатости
- •Состав и свойства быстрорежущих сталей
- •4.3.Состав и свойства твердых сплавов
- •4.4. Выбор марки быстрорежущей стали
- •4.2. Черновые и чистовые операции.
- •Выбор марки твердого сплава при точении
- •4.6.Выбор марки твердого сплава при строгании и долблении
- •4.7. Выбор марки твердого сплава при фрезеровании
- •4.3. Инструмент. Классификация. Физические основы
- •4.8. Форма передней поверхности, передний и главный задний углы токарных и строгальных резцов, град.
- •4.9. Главный угол φ в плане токарных резцов.
- •4.12. Геометрия спирального сверла
- •4.13. Геометрия зенкера
- •4.14. Геометрия развертки
- •Диаметр и число зубьев фрез
- •4.16. Передний угол γ цилиндрических и торцовых фрез, град.
- •Задние углы цилиндрических и торцовых фрез, град.
- •4.4. Обработка коррозионностойких и жаростойких сталей, титановых и жаропрочных сплавов.
- •4.17. Состав хромо-никелевых жаропрочных сталей, %
- •4.18. Свойства жаропрочных сталей
- •4.19. Состав дисперсионно твердеющих никелевых жаропрочных сплавов, %
- •4.20. Жаропрочные свойства никелевых жаропрочных сплавов
- •4.21. Химический состав технического титана
- •4.22. Механические свойства титановых сплавов
- •4.23. Инструментальные материалы и скорости резания для обработки жаропрочных сталей, жаропрочных и титановых сплавов.
- •Литература
- •Маслов Андрей Руффович
4.4. Обработка коррозионностойких и жаростойких сталей, титановых и жаропрочных сплавов.
Изготовление деталей из коррозионностойких и жаростойких сталей, титановых и жаропрочных сплавов связано с увеличением трудоемкости обработки вследствие снижения скорости резания. Обработка этих материалов требует совершенствования существующих технологических процессов и применения инновационных инструментальных материалов.
В связи с этим необходимо совершенствование режущего инструмента путем оснащения его инновационными инструментальными материалами с многофункциональным покрытием для повышения эффективности процесса резания указанных материалов.
К группе труднообрабатываемых материалов обычно относят жаропрочные, коррозионностойкие стали и сплавы, а также материалы с особыми свойствами.
К жаростойким(окалиностойким) сталям и сплавам относят стали и сплавы с высокой сопротивляемостью химическому разрушению поверхности в газовых средах при температурах выше 550°С при ненагруженном или слабонагруженном состоянии. Жаростойкость характеризует сопротивление металла окислению при высоких температурах. В частности для повышения окалиностойкости стали легируют хромом, алюминием, кремнием.
К жаропрочнымсталям и сплавам относят стали и сплавы, обладающие повышенными механическими свойствами при высоких температурах. Жаропрочность это способность материала противостоять механическим нагрузкам при высоких температурах. Для повышения жаропрочности осуществляют легирование стали молибденом, хромом, никелем и др.
В таблицах 4.17, 4.18, 4.19, 4.20 показаны состав и свойства типичных труднообрабатываемых жаропрочных сталей и сплавов.
4.17. Состав хромо-никелевых жаропрочных сталей, %
Марка |
С |
Cr |
Ni |
Дополнительное легирование |
09Х14Н16Б |
0,07-0,12 |
13-15 |
14-17 |
0,9-1,3 Nb |
09Х14Н19В2БР |
0,07-0,12 |
13-15 |
18-20 |
2,0-2,8 W 0,9-1,3 Nb |
08Х18H10T |
<0,12 |
17-19 |
9-11 |
0,5-0,7 Ti |
08Х18H12Б |
<0,08 |
17-19 |
11-13 |
0,8-1,2 Nb |
09Х14Н19В2БР |
0,07-0,12 |
13-15 |
18-20 |
2,0-2,8 W, 0,9-1,3Nb |
4Х14H14B2M |
0,4-0,5 |
11-13 |
13-15 |
2,0-2,8 W, 0,2-0,4Mo |
ХН35ВТЮ |
<0,08 |
14-16 |
33-37 |
2,8-3,5 W, 2,4-3,2Ti 0,7-1,4 Al |
Примечание. Стали содержат 1-2 %Mn. Стали с буквой Р в марочном обозначении содержат 0,002 % В.
4.18. Свойства жаропрочных сталей
Марка стали |
Окали- ностойкость, °С |
Кратковременная прочность, МПа |
Длительная прочность, МПа | |||
600° С |
700° С |
800° С |
600° С |
700° С | ||
08Х18Н10Т 08Х18Н12Б 1Х14Н18В2БР 1Х14Н18В2Б |
800 800 750 750 |
350 380 450 450 |
300 330 420 380 |
250 280 - - |
250 280 350 350 |
120 150 240 240 |
4Х14Н14В2М. 4Х12Н8Г8МФБ Х12Н20ТЗР |
- - - |
500 600 850 |
350 500 700 |
230 - 400 |
230 450 550 |
130 300 400 |
В современных авиационных двигателях наиболее ответственными элементами являются турбинные и компрессорные лопатки (рис. 4.20).
Рис. 4.20. Материалы, применяемые в авиационном двигателестроении
(турбовинтовой двигатель - разрез)
Мощность авиационного двигателя в большой степени зависит от максимальной температуры рабочего тела (газа), при которой длительное время могут работать лопатки. В реактивных двигателях нового поколения лопатки турбин разогреваются до 700-900С, четко прослеживается тенденция повышения этой температуры. Для лопаток турбин применяют аустенитные стали и сплавы на основе титана, никеля
Большинство таких материалов характеризуется низкой обрабатываемостью, которая ухудшается по мере повышения жаропрочных свойств. В частности, это относится к никелевым и титановым сплавам, композитам на основе алюминиевых и титановых сплавов, упрочненных полимерными материалами, а также интерметаллоидам типа Ti-Al,Ni-Alи др.
Преимущественное применение имеют сплавы никеля, содержащие, как правило, хром (около 15-20%) и другие довольно многочисленные присадки. Жаропрочные никелевые сплавы характеризуются высокой прочностью и малой скоростью разупрочнения. На рис. 4.21 и 4.22 показаны зависимости жаропрочных свойств никелевых сплавов от времени при различных температурах.