Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Стали и сплавы

..pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
27.92 Mб
Скачать

Г ° с

\

0 ю о о о , М Па

I

слооооо, М Па

I

0 1 /10000, МПа

I 0 1 /100000, М Па

600

 

270

 

2 0 0

 

-

-

650

 

168

 

130

 

1 1 0

140

700

 

125

 

95

 

65

85

750

 

70

 

55

 

-

-

Технологические свойства

Температура деформации, °С: начала - ИЗО, конца —выше 900, охлаждение на воздухе.

Рекомендуемые режимы термической обработки: нагрев до 1100—1150 °С, вы­ держка 2 ч, охлаждение на воздухе; старение при 750 *С в течение 16 ч, охлаждение на воздухе.

Свариваемость — трудносвариваемая. Способ сварки — РДС, электродами ЦТ-23 и АЖ-13-18 и КТС; после сварки - термообработка.

Обрабатываемость резанием - АУТВСПЛ= 1,0 и Кубст= 0,35 при НВ200. Сталь не чувствительна к межкристаллитной коррозии.

Сталь 08Х16Н13М2Б (ЭИ680)

Вид поставки - поковки, сортовой прокат.

 

 

 

 

 

 

Назначение -

поковка для дисков и роторов, лопатки, болты с длительным

сроком службы при температурах до 600 °С. Сталь аустенитного класса.

 

 

Химический состав, % (ГОСТ 5632-72)

 

 

с

Мп

Сг

Ni

Mo

Si

I

S

I

Р

Другие

и

не более

 

не более

 

элементы

 

 

 

 

 

 

0 ,0 6 -0 ,1 2

1 , 0

1 5 ,0 -17,0 12,5-14,5

2 ,0 - 2 ,5

0,8

0,025

0,035

0 ,9 -1 ,3 Nb

 

 

Механические свойства (ГОСТ 5949-75)

 

 

 

Теомообоаботка

 

а в, МПа

0 0 .2 , М Па

8 5 , %

ц/. %

KCU, Дж/см 2

Закалка с 1100 -1130 | °С на воздухе

 

 

не менее

 

 

 

 

550

215

 

 

40

50

118

 

Механические свойства при повышенных температурах

 

 

(продольные образцы) [50]

 

 

 

 

Термообработка

k СП, °С

0 0 .2 , МПа ств, МПа

6 5, %

8 5 , %

KCU, Дж/см 2

 

не менее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закалка с 1 1 0 0 -1 1 3 0 °С на воздухе

2 0

230

620

45

45

2 1 0

 

 

 

500

175

490

30

30

-

 

 

 

600

170

470

29

29

-

Термообработка

^исп °С

010000

0100000

01/10000

01/100000

 

не более

 

 

 

 

 

Закалка с 110 0 -1 1 5 0 °С в воде

600

200

150

1 4 0 -1 7 0

9 0 -1 2 0

или на воздухе; отпуск при 750 °С

650

130

6 0 -9 0

1 0 0 -1 2 0

5 0 -7 0

Технологические свойства

Температура ковки, 'С: начала — 1220, конца —880. Обрабатываемость резанием: Kvб ст= 0,4 при НВ — 182.

Ограниченно сваривается. Способ сварки —РДС электродами: ЦТ-7-1, ЦТ-6 и КТИ-5 с последующей термообработкой.

Сплав ХН67МВТЮ (ЭИ202)

Назначение — диски, корпуса, рабочие и сопловые лопатки газовых турбин, листовые детали турбин, работающие длительный срок до температуры 800 *С.

Химический состав, % (ГОСТ 5632—72)

С I Мп не более

0,08 0,5

Сг 1^1 смо

Ni

Ti

W

Mo

Fe

В

I Се

A1

 

 

 

 

 

 

не более

Основа

2 ,2 - 2.8

4 ,0 - 5.0

4 ,0 - 5,0

4,0

1 ,0 -1 ,5 0,01

0,01

Механические свойства сталей при повышенных температурах [50]

 

 

а в, М Па

СТО.2,

8, %

V|/, %

KCU,

Твер­

Термообработка

1исл, °С

М Па

 

 

 

Дж/см2

дость Н В

 

 

 

не менее

 

 

 

 

 

 

 

Аустенизация при 1200 °С на

20

600

1000

1 6 -3 0

1 8 -3 2

5 0 -1 2 0

2 5 5 -3 0 2

воздухе, 5 ч; старение при

800

5 0 0 -6 2 0

7 0 0 -8 0 0

8 -2 5

1 0 -3 0

6 0 -1 4 0

-

850 °С на воздухе, 15 ч

850

4 7 0 -5 8 0

5 5 0 -6 8 0

1 2 -1 3

1 5 -4 0

6 0 -1 5 0

 

Предел длительной прочности и ползучести*1, МПа

t.°c I

010000

I

0100000

|

01/10000

I

01/100000

800

180

 

130

 

140

 

90

1 После оптимальной термообработки.

 

 

 

 

 

 

Предел длительной прочности и ползучести*1, МПа

 

г с

| 0100

I

0200

|

01000

|

00,2/100

850

180

 

140 (300 ч)

 

1 1 0

 

-

*1 После оптимальной термообработки.

Температура ковки, *С: начала — 1180, конца — 950.

 

Свариваемость — трудносвариваемый. С пособ сварки

— АрДС с присадкой

ЭП-356.

 

Обрабатываемость резанием: - АГУТВСПЛ = 0,1 и Kv6ct =

0,08 при Н В 217.

Сплав ХН73МБТЮ (ЭИ698)

Н азначение - диски газовых турбин для длительной службы с рабочей тем пе­ ратурой до 750 'С. Ж аропрочный сплав на никелевой основе.

Химический состав, % (ТУ 14-1-1466-75)

Сг

Мо

 

Nb

Ti

Al

Fe I Мп | Si | С | В I Ce I S I P

 

не более

 

 

 

 

 

 

1 3 -1 6

2 ,8 -3

,2

1 ,8 -2 ,2

2 ,3 5 -2 ,7 5

1,3 -1 ,7 2,0 0,4 0,6 0,08 0,005 0,005 0,007 0,015

Механические свойства (пруток, продольные образцы) при повышенных температурах

Г С

а в, МПа

cJo.2 , М Па

Ô5, %

VJ/, %

KCU, Дж/см2

20

1210

800

31

24

72

550

1030

700

31

24

103

600

1040

690

28

26

100

650

1030

670

28

27

-

700

1000

680

24

22

75

Механические свойства в зависимости от тепловой выдержки (штамповые диски диаметром 480 мм, тангенциальные образцы)

f, вС

т, ч

U , ‘ С

а в, МПа

0 *0,2 »МПа

Ô5, %

у ,%

KCU, Дж/см2

Исходное состояние

20

1150

700

31

31

90

650

3000

20

1220

810

15

15

43

650

10000

20

1220

800

14

15

33

700

3000

20

1220

770

15

16

40

700

10000

20

1180

690

20

19

34

750

1000

20

1120

620

30

31

69

750

3000

20

1160

680

21

20

52

750

10000

20

1110

580

27

27

66

650

3000

650

1050

660

18

25

-

650

10000

650

1080

670

19

24

-

700

3000

700

960

240

24

32

-

700

10000

700

910

270

27

35

-

750

1000

750

740

530

31

47

-

750

3000

750

770

550

28

42

-

750

10000

750

730

440

31

44

-

П р и м е ч а н и е . Двойная закалка на воздухе: с 1120 *С, 8 ч и с 1000 *С, 4 ч; старение при 800 *С на воздухе [94].

t °с

 

 

Предел длительной прочности, МПа, за время, ч

 

300

|

500

I

1000

||

2000

|I

3000

I

5000

I 10000

 

550

-

 

900

 

870

 

850

 

820

 

-

-

650

630

 

600

 

570

 

540

 

520

 

500

480

700

480

 

450

 

400

 

360

 

340

 

320

290

750

360

 

330

 

295

 

265

 

250

 

230

210

Предел выносливости сплава за 107 циклов после термической обработки тан­ генциальных образцов из диска диаметром 480 мм (старение на воздухе: при 750 °С, 16 ч + 650 °С, 1 6 -2 0 ч) составляет при 650 и 750 °С на гладких образцах

соответственно 340 и 360 МПа; на образцах с надрезом радиусом 0,75 мм — 290 и 340 М Па. Пределы ползучести сплава для остаточной деформации 0,2 % составляют за 100 ч при температурах 550, 650 и 750 °С соответственно 650, 570 и 330 МПа; за 500 ч при температурах 550 и 650 °С — соответственно 650 и 520 М Па.

Технологические свойства

Температура деф ормации, °С: начала 1160 -1180, конца выше 1000, охлажде­ ние после деформации на воздухе. Сплав выплавляют в открытых дуговых или ин ­ дукционны х печах и с применением вакуумного дугового переплава.

Сплав ХН65ВМТЮ (ЭИ893)

Н азначение - рабочие и направляющие лопатки и крепежные детали газовых турбин с длительным сроком службы при температурах до 800 вС.

Вид поставки - при способе ОЭ прутки горячекатаные круглые диаметром 3 2 -

35 мм; прутки кованые размером 6 0 -1 2 5 мм, круглые диаметром 6 0 -1 2 5 мм, квад­ ратные размером 60—125 мм.

Химический состав, % (ГОСТ 5632-72)

Сг

Мо

 

W

Ti

Al

Fe

Mn

I Si

I С

I в

 

 

 

 

 

Ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

не более

1 5 -1 7

3 ,5 -4

.5

8 .5 -1 0 ,0

1 ,2 -1 ,6 1 ,2 -1 ,6 3,0

0,6

0,6

0,07

0,01

 

Механические свойства (пруток, продольные образцы)

 

 

 

t, °с

а в, МПа

сго.2, МПа

Ô5, %

41, %

KCU, Дж/см2

 

 

 

20

 

850

500

 

20

25

60

 

 

 

750

 

650

-

 

11

15

-

П р и м е ч а н и е . Закалка с 1170 ± 10 °С; старение при 800 ± 10 °С или закалка с 1170 ± 10 вС, старение при 900 ± 10 °С; старение при 850 ± 10 °С на воздухе, 15 ч.

f ,° С

а„, МПа

сто,2 , МПа

б5, %

ц/, %

KCU, Дж/см*

 

 

Р еж и м ы /- ///

 

 

20

900

600

20

25

80

500

860

530

40

36

170

550

-

-

-

-

-

600

800

500

25

35

100

650

-

-

-

-

-

700

700

480

15

20

80

750

700

480

15

16

80

800

600

450

16

17

80

850

-

-

-

-

-

900

-

-

-

-

 

 

Р еж и м IV

 

 

20

790

480

21

20 -31

50

500

860

41

35

38

-

550

830

41

37

36

-

600

830

39

35

34

-

650

720

35

34

38

-

700

-

-

-

-

-

750

690

400

16

2 2 -3 2

-

800

580

360

18

2 3 -3 7

-

850

490

360

18

3 6 -4 0

-

900

300

270

37

5 5 -5 6

-

П р и м е ч а н и е . Режим I - закалка с 1160-1180 °С, выдержка 2 ч, охл. на воздухе; старение при 780-800 °С, выдержка 12 ч, охл. на воздухе.

Режим II - закалка с 1180 °С, выдержка 2 ч, охл. на воздухе; закалка с 1050 °С, выдержка 4 ч охл. на воздухе; старение при 780-800 °С, выдержка 12 ч, охл. на воздухе.

Режим III - закалка с 1160—1180 °С, выдержка 2 ч, охл. на воздухе; старение при 830-850 °С, выдержка 12 ч охл. на воздухе.

Режим IV - закалка с 1170 °С, выдержка 3 ч, охл. на воздухе; ступенчатое старение при 1000 °С, выдержка 4 ч, охл. на воздухе с печью до 900 °С, выдержка 8 ч, охл. на воздухе с печью до 850 °С, выдержка 15 ч, охл. на воздухе.

Предел длительной прочности, ползучести и выносливости (пруток, продольные образцы) [94], МПа

CT-1 образцов на базе

t, ° с

СТ'.ЭОО

а юооо

050000

OI /10000 Oi /Ю0000

гладкие

о

циклов

Z0)3=» эезом

 

 

 

 

 

 

107

10е

107

10е

20

-

-

-

-

280

260

-

-

500

-

-

-

-

-

342

322

335

335

600

600

550

-

-

-

336

327

340

335

 

 

 

 

 

 

 

650

500

450

-

-

-

343

330

345

345

700

400

300

240*'

300

200

378

370

267

260

750

300

210

160*1

180

120

360

360

270

260

800

180

130

100*'

120

50

390

310

-

-

850

130

9 0 *1

-

-

-

-

-

-

-

^Экстраполированные значения.

Температура деформации, °С: начала — 1160, конца — не выше 900, охлажде­ ние после деформации на воздухе.

Сплав ХН62МВКЮ (ЭИ867)

Назначение - лопатки и диски турбин для работы при температурах до 900 °С. Вид поставки: при способе ОЭ прутки горячекатаные, круглые и обточенные круглые, диаметром 33—55 мм; при способе производства ВДП —прутки горячека­ таные круглые, диаметром 20—45 мм, обточенные круглые, диаметром 20—40 мм.

Химический состав, % (ГОСТ 5632-72)

Сг

Mo

W

Al

Fe | Si | Mn | C | В | Ce | S | P

Ni

Со

 

 

 

 

не более

 

8 ,5 -1 0 ,5

9 -1 1 ,5

4 ,3 -6 ,0

4 ,2 -4 ,8

4 ,0 -6 ,0 4,0 0,6 0,3 0,1 0,02 0,02 0,011 0,015

Ост.

Механические свойства (пруток, продольные образцы) при 900 °С

Способ производства

ст„ МПа | б5, %

у, %

 

 

“оэ :

580

9

-ВДП______________

580

12

Механические свойства (пруток, продольные образцы) при повышенных температурах

t, °C

a в, М Па

ao,2 , МПа

5s, %

4/, %

KCU, Дж/см2

20

1000

780

6

11

15

700

960

650

6

12

40

800

900

650

3

7

50

850

720

550

3

7

50

900

600

400

8

12

50

950

400

300

10

18

60

1000

250

180

12

20

70

Предел длительной прочности, ползучести и выносливости сплава (пруток, продольные образцы), МПа [94]

t ; c

aïoo

о 1000

(*0.2/100

a -1 на базе 107 циклов

гладких

I с надрезом

20

 

 

 

-

-

-

310

210

700

740

-

610

310

250

800

430

310

350

335

250

900

190

110

130

320

250

950

110

60

-

-

-

Технологические свойства

Температура деформации, вС: начала — 1190, конца — не ниже 1060, охлажде­ ние на воздухе.

Сплав выплавляют в открытых электропечах и с применением вакуумного пе­ реплава.

Назначение - лопатки газовых турбин и другие детали, работающие длительно под нагрузкой при температурах до 950 °С.

Химический состав, % (гост 5632-72)

Сг

Мо

W

AI

Со

Fe | Мп | Si | С | S | Р | В

Се

не более

Ni

 

 

 

 

 

 

8,5-10,5 6,5-8,06,0-7,5

5,4-6,2

11,0-13,0 1.5 0,3 0,6 0,1 0,011 0,15 0,02

0,02 Ост.

Механические свойства*1(пруток, продольные образцы) при повышенных температурах [94]

Гисп. °С

ств, МПа

сто.2, МПа

5s, %

Ц1, %

KCU, Дж/см2

20

1100

750

9

11

200

700

1080

750

5

7

300

750

1080

750

5

7

300

800

1000

750

5

7

300

850

750

650

3

5

300

900

650

500

3

5

400

950

550

400

4

5

400

1000

350

250

6

13

400

*1 Пределы ЮО-ч длительной прочности сплава при температурах 800, 900 и 950 °С составляют соответственно 440, 240 и 150 МПа. Пределы усталости при температурах 750, 800 и 950 °С на базе 107 циклов составляют 320, 370 и 380 МПа. Температура начала интенсивного окалинообразования 1050 °С.

Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости, МПа [94]

t, °с

Стюо

а юоо

02000

СУ0.2/100

о - 1 на б азе циклов

1 0 7

||

10е

 

 

 

 

 

80 0

44 0

310

290

370

-

 

-

90 0

240

130

100

140

320

 

28 0

95 0

140

65

55

-

-

 

-

Технологические свойства

Температура горячей деформации, °С: начала 1190, конца не ниже 1060, ох­ лаждение на воздухе.

Сплав выплавляется в дуговой или индукционной электропечи с применением вакуумного дугового переплава.

Сплав ХН55ВМТКЮ (ЭИ929)

Назначение —лопатки газовых турбин с сроком службы ограниченным при температурах 900-950 °С и длительном при 700—800вС.

Химический состав, % (ГОСТ 5632-72)

Мо

W

V

Ti

Al

Со

Fe | Мп | Si I С I В | S

Р

Ni

не более

 

 

 

 

 

 

 

 

9-12 4,0-6,0

4,5-6,5 0,2—0,81,4—2,0 3,6-4,5

12-16

0,5 0,5 0,5 0,12 0,02 0,01 0,015 Ост.

f, °с

со, »МПа

ств, МПа

65, %

у, %

КСи, Дж/см2

2

 

 

 

 

20

1000

750

Режим 1

9

-

6

700

900

700

8

10

-

800

800

600

9

12

-

850

700

-

10

14

-

900

550

400

12

15

-

950

350

-

17

20

-

1000

250

190

18

20

-

 

 

 

Режим II

 

14

20

870

760

3,2

5,3

800

880

660

12

14,6

-

850

850

640

14

22

26

900

550

480

18,5

33

39

950

460

390

21

36

40

1000

270

250

25

48

35

П р и м е ч а н и е . Режим I - закалка с 1160-1180 °С, выдержка 2 ч, охл. на воздухе; старение при 780-800 °С, выдержка 12 ч охл. на воздухе.

Режим II - закалка с 1180 °С, выдержка 2 ч, охл. на воздухе; закалка с 1050 °С, выдержка 4 ч, охл. на воздухе, старение при 780-800 °С, выдержка 12 ч, охл. на воздухе.

Предел длительной прочности, ползучести и выносливости сплава (пруток, продольные образцы), МПа [94]

 

О1000

10000

I

<*10000

Со.2/100 I

O’1/100

I

СТ1/1000

 

t, °С

I ст

 

Режим III

 

Режим 1

 

Режим 1 - III

 

 

 

 

700

730

500

 

 

540

600

 

 

-

 

330

 

 

 

 

 

 

 

 

 

750

530

460

 

380

-

-

 

-

-

800

390

320

 

260

250

390

 

300

330

850

290

200

 

170

225

300

 

190

-

900

210

130

 

70

140

200

 

150

300

950

120

60

 

-

-

-

 

-

-

1000

70

30

 

-

-

-

 

-

-

*1 На базе 107 циклов, гладкие образцы.

Жаростойкость сплава в среде воздуха и смеси газов, состоящей из 18,2 % 0 2; 75,9 % N2; 4,3 % С 02; 1,6 % Н20; 0,035 % S02, определенная по глубине коррози­ онного разрушения за 1000 ч при 800, 850, 900, 1000 °С, составляет соответственно 0,008; 0,011; 0,016; 0,022; 0,030.

В условиях контакта с оксидами железа сплав склонен к «язвообразованию» для предохранения от которого следует применять защитные покрытия.

Технологические свойства

Температура деформации,°С: начала 1180, конца не ниже 1080, охлаждение после деформации на воздухе.

Сплав выплавляют в открытых индукционных печах и с применением вакуум­ ного дугового переплава.

Назначение —высоконагруженные сварные изделия с рабочей температурой до 750 ’С.

Химический состав, % (ТУ 14-1-2706-79)

Сг

Mo

W

Nb

Al

Fe

Mn

I Si

I С

I Ce I S

Р

Ni

 

не более

13-15

4,5-5,5 4,0-5,0 5,1-5,9

0,9-1,4

5,5-8 0,5

 

 

10,45

10,06

10,01 10,01 0,015

Ост.

Механические свойства сплава при повышенных температурах [94]

Термообработка

t, °с

а в, МПа | дог, МПа | Ss, % |чл %| KCU, Дж/см2

Закалка с 1100 °С на

-253

1400

820

22

20

_

воздухе 2,5 ч; старение

-196

1400

820

35

25

-

при 750 °С на воздухе,

-70

1150

750

40

42

-

15ч

20

1060

680

38

40

140

 

500

870

580

40

37

120

 

550

850

560

28

32

140

 

600

850

560

20

32

140

 

650

830

560

28

20

120

 

750

700

540

8

10

120

Закалка с 1100 °С на

20

1250

830

40

50

120

воздухе, 2,5 ч; старение

500

1020

680

40

50

120

при 650 °С на воздухе,

600

1020

680

30

38

120

15ч

700

780

640

7

15

120

Механические свойства сплава (пруток, продольные образцы) при 20 °С в зависимости от тепловой вылежки [94]

t,° С

т, ч

а в, МПа

со,г, МПа

65, %

ц/,%

KCU, Дж/см2

500

100

1100

720

48

55

140

500

500

1100

750

48

53

140

500

1000

1100

750

48

51

140

600

100

1100

820

35

50

120

600

500

1150

860

35

50

120

600

1000

1280

880

35

50

120

700

100

1200

800

38

54

120

700

500

1200

800

38

54

120

700

1000

1230

820

32

50

120

Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости сплава (пруток, продольные образцы), МПа [94]

t, °С

100

CJ1000

СТ5000

СТо.2/100

ст-1 на базе 107 циклов

500

900

880

840

560

360

550

840

780

740

-

390

600

700

640

620

-

380

 

 

 

 

 

700

500

400

-

-

380

750

310

190

-

-

-

Технологические свойства

Температура ковки, 'С: начала 1150, конца выше 1050, охлаждение после де­ формации на воздухе.

Сплав выплавляют в индукционных вакуумных печах с последующим примене­ нием вакуумного дугового переплава.

Назначение —в энергетическом машиностроении для лопаток газовых турбин длительного действия с рабочей температурой до 850 “С.

Химический состав, % (ТУ 14-1-1769-76)

М о

W

AI

С о

Nb

Si

I С

| В

| C e

Fe Mn

не более

Si

 

 

 

 

 

 

 

12-13,5 5,0-6,0

4,0-6,0

4,2-5,0

8,5-10,5

1,5-2,0

<3 0,5 0,4

0,05

0,02

0,02 0,01 0,015

Механические свойства (пруток, продольные образцы) [94]

,

а в, МПа

oo,2i МПа

Ô5, %

ц/, %

KCU, Дж/см2

t eC

 

 

20

1100

650

14

15

30

800

830

600

8

12

40

Механические свойства (пруток, продольные образцы) при повышенных температурах [94]

f,°С

ств, МПа

сто.2, МПа

Ô5, %

v|/, %

KCU, Дж/см2

20

1200

700

15

15

40

500

1100

650

18

18

50

600

1050

650

15

15

50

700

1000

650

12

14

50

800

•800

650

8

10

50

850

700

600

8

10

50

Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости (пруток, продольные образцы), МПа [94]

t, °с

СТ1000

СТЮООО

СТ20000

ст-1 на базе 107 циклов

700

580

450

440

350

750

460

350

320

350

800

360

240

230

350

850

250

140

-

-

Механические свойства (пруток, продольные образцы) при 20 °С в зависимости от тепловой выдержки [94]

t,°c

т, ч

ав, МПа

ао,2, МПа

5s, %

ЧЛ%

KCU, Дж/см2

600

500

1220

880

18

24

35

600

1000

1220

890

15

20

35

600

5000

1260

940

14

16

20

700

500

1330

880

15

21

25

700

1000

1280

880

12

17

20

700

5000

1280

880

12

12

20

800

500

1250

830

12

17

30

800

1000

1250

860

12

18

30

800

5000

1300

860

16

19

25