книги из ГПНТБ / Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры

2-4. ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Сталь. Конструкционная углеродистая качест­ венная сталь. Из многочисленных марок стали в ва­ куумной технике наиболее часто применяются малоугле­ родистые, надежно сваривающиеся стали.

Стали марок 08, 10, 15 и 20, ГОСТ 1050-60, хорошо свариваются (различными методами газовой и электро­ сварки, хорошо паяются твердыми и мягкими припоями, не закаливаются, хорошо цементируются. Механические свойства: предел прочности 32—44 кгс/мм2, относитель­ ное удлинение 26—33%, твердость по Брннеллю 140— 170. Как листовая, так и сортовая сталь всех размеров применяется для изготовления всевозможных деталей корпусов л внутренних устройств вакуумной аппара­ туры.

Сталь марки 45, ГОСТ 1050-60 (0,42—0,49% С, 0,17— 0,37% Si, 0,50—0,80% Мп, 0,040% S, 0,040% Р, 0,25% Ni, 0,25% Сг) сваривается значительно хуже, чем малоуглеродистые стали, требует последующего обжига, но даже с последующей термообработкой не рекоменду­ ется для сварных вакуумных узлов. Закаливается до твердости 55 по Роквеллу при температуре закалки 840°С. Паяется хорошо как твердыми, так и мягкими припоями. Механические свойства иезакалениой стали: предел прочности 64 кгс/мм.2, относительное удлинение 17%, твердость по Брннеллю 180—217. Эта сталь реко­ мендуется для изготовления резьбовых деталей, валов и других значительно натруженных и подвижных дета­ лей.

Для изготовления тонкостенных штампованных стальных деталей применяется по большой части тонко­ листовая, отожженная и протравленная сталь марки 08КП или 10КП, ГОСТ 4050-60. Ее основные механиче­ ские свойства: предел прочности 28—38 кгс/мм2, относи­ тельное удлинение 26—30%.

Для изготовления невакуумных деталей: рам, станин, каркасов, деталей внешних приводов и т. п. —примени­ мы самые разнообразные стали, предназначенные для общего машиностроения.

Нержавеющая сталь. ГОСТ 5949-61 содержит раз­ личные /марки нержавеющих сталей, но в вакуумной технике далеко не все они одинаково применимы. Наи­ большим вниманием вакуумщиков пользуются стали

№

аустенитного класса и особенно сталь Х18Н10Т, заме­ нившая собой широко распространенную сталь марки 1Х18Н9Т. Сталь эта кислотоупорная, немагнитная, кор­ розионно-стойкая, хорошо сваривается различными 'Ме­ тодами электросварки, удовлетворительно паяется твер­ дыми и мягкими припоями при условии применения спе­ циальных флюсов. Существенным недостатком боль-. шинства нержавеющих сталей является присущая им недостаточная устойчивость против межкристаллитной коррозии, что неизбежно влечет за собой потерю ва­ куумной герметичности, особенно в сварных швах и зоне температурного влияния и при длительных прогревах деталей до 450—750 °С. В этом интервале температур аустенитная фаза интенсивно распадается и по грани­ цам ее зерен при наличии достаточного количества нерастворенного углерода образуются карбиды хрома.

Считается, что сталь с содержанием хрома менее 13% неустойчива против межкристаллитной коррозии. Образование карбидов хрома снижает содержание хро­ ма по границам зерен аустенита ниже 13%. Для умень­ шения выпадения хрома в карбиды следует, очевидно, уменьшить содержание углерода в стали и в теле свар­ ных швов или же вводить в сталь титан и ниобий, кото­ рые образуют с углеродом карбиды ранее хрома. Повы­ шение содержания никеля также расширяет температур­ ные границы аустенитной структуры и увеличивает устойчивость стали против межкристаллитной коррозии. Легче всего оказалось получить равномерную аустенит­ ную структуру при содержании в стали 18—20%‘ хрома и 8—10% никеля с термообработкой при температурах 1050—И150°С [Л. 4]. 'При этих же температурах аусте­ нит способен растворять карбиды, если общее содержа­ ние углерода в стали не превышает 0,2%. Однако при комнатной температуре растворимость карбида снижа­ ется до 0,02% [Л. 5]. Поэтому для сварных высокова­ куумных конструкций лучше применять стали марок

0Х18Н10Т, 00Х18Н10 и 0Х18Н12Б.

Сохранению аустенитной структуры содействует так­ же присадка марганца и в меньшей степени азот и медь. Поэтому для вакуумной системы, подвергающейся мень­ шим прогревам, возможно использование таких сталей,

как Х17Г9АН4 (ЭИ878), Х14Г14НЗТ (ЭИ711), 1Х21Н5Т (ЭИ811), Х28АН (ЭИ657 с азотом). Из них стали ма­ рок 1Х21Н5Т 11 Х17Г9АН4 в нагартовацном состоянии

?!

Таблица 2-6-

Механические свойства некоторых сплавов на железо-никелевой и никелевой основе