2. Выбор конструкционного материала.

Отдельные элементы, входящие в состав стали, оказывают различное влияние на её механические свойства.

Увеличение содержания углерода способствует возрастанию временного сопротивления разрыву предела текучести, но сказывается неблагоприятно на ударной вязкости, делая материал хрупким при низких температурах. Аналогично влияние фосфора. Такие элементы, как никель, хром, ванадий, молибден повышают ударную вязкость сталей при низких температурах. Особенно благоприятное действие на свойства сталей оказывает никель. Количество никеля, требуемого для получения высокой ударной вязкости, зависит от содержания углерода в стали. Для мало углеродистых сталей достаточно примерно 2% Ni; при содержании углерода выше 0,4% требуется добавка не менее 3,5% Ni.

Важным фактором, определяющим пригодность металла для работы, служит вид термообработки. Сталь одной и той же марки дает различные значения механических показателей в зависимости от вида термообработки, предшествовавшей испытанию.

Исследования показывают, что углеродистые и малоуглеродистые стали дают лучшие показатели, когда они подвергнуты двойной термообработке-закалке и отпуску. Предпочтителен высокий отпуск. Нормализация и отжиг также улучшают показатели ударной вязкости при низких температурах, но в меньшей степени, чем закалка.

Существенное влияние на хладноломкость оказывает размер зерна в стали. Снижение ударной вязкости с понижением температуры у мелкозернистой стали меньше, чем у крупнозернистой.

Продолжительность охлаждения, а также многократное охлаждение не влияют на механические свойства при понижении (повышении) температуры.

Опытные данные показывают, что с понижением температуры приложение знакопеременных нагрузок заметно повышает предел усталости сталей.

Основные конструкционные материалы для изделий, работающих при температурах ниже 90К и до 650 0С – это высоколегированные стали. Наибольшее распространение получили хромоникелевые стали : в России – стали типа (12)×18Н10Т, в США – серии 300, содержащие 16-22% хрома и 8-14% никеля. Отличительными особенностями хромоникелевых сталей являются коррозионная стойкость и хорошие показатели вязкости и пластичности.

Вместе с тем они подчиняются общей закономерности: с понижением температуры у них повышаются прочностные характеристики (временное сопротивление разрыву, предел текучести и др.) и уменьшается относительное удлинение, относительное сужение и ударная вязкость.

Сталь Х18Н10Т обладает удовлетворительными прочностными свойствами, термообработанном состоянии отличается высокой пластичностью и жаропрочна при температуре до 650 0С.

Сталь технологична в обработке, хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. Штампуемость стали хорошая. Сталь хорошо сваривается всеми видами сварки и не требует обязательной термической обработки изделия после сварки.

Сталь характеризуется высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах. Скорость коррозии её менее 0,1 мм/год, коэффициент теплопроводности, равной 17,5 Вт/мК [2].