7.11. Жаростойкие и жаропрочные стали.

Жаростойкие стали.

Под жаростойкостью (окалиностойкостью) понимается сопротивление металла окислению в газовой среде при высоких температурах. К жаростойким относят стали, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при температурах выше 550 С.

Для повышения окалиностойкости сталь легируют хромом, алюминием и кремнием, образующим на поверхности стали плотные оксидные пленки.

Стали легированные хромом и кремнием называют сильхромами; хромом и алюминием – хромалями; хромом, алюминием и кремнием - сильхромалями.

Среди сильхромов широкое применение получили жаростойкие (до 850С) и одновременно жаропрочные (до 600 С) стали мартенситного класса 40Х9С2 и 40Х10С2М.

Аустенитные стали 12Х18Н9Т и 36Х18Н25С2 обладают высокой технологичностью и достаточной прочностью при повышенных температурах. Они жаростойки соответственно до 800 и 1100 С.

Сталь 36Х18Н25С2 обладает высокой жаростойкостью в среде с повышенным содержанием серы. Применяется для изготовления жаровых труб и сопловых аппаратов авиационных двигателей.

Жаропрочные стали.

Жаропрочные стали используются при работе под нагрузкой и обладают достаточной жаростойкостью при температурах выше 500.

Жаропрочные стали перлитного класса, это низколегированные стали. Используются для изготовления деталей, длительно (10000ч и более) работающих в режиме ползучести при температурах до 580 С и малых нагрузках. Это трубы и арматура паровых котлов и т.п.

Стали мартенситного и мартенситно-ферритного класса содержат кроме 8…13% хрома содержат вольфрам, ванадий, молибден.

Стали с содержанием хрома до 11% принадлежат к мартенситному классу, с большим – мартенситно-ферритному. Закаливают на мартенсит с температур 1000…1100 в масле или на воздухе. После отпуска при 600…750 приобретают структуру сорбита. Используют для изготовления деталей паросиловых установок.

Жаропрочные сплавы на железоникелевой основе (ХН35ВТ, ХН35ВТЮ) упрочняются как и аустенитные стали, закалкой и старением.

Сплав ХН35ВТЮ применяют для изготовления турбинных лопаток и дисков, колец соплового аппарата и других деталей, работающих при температурах до 750⁰ С.

Тема 8.Цветные металлы и сплавы

8.1. Сплавы на основе легких металлов.

Легкими называют металлы, имеющие плотность менее 5г/см³

Свойства ряда легких металлов приведены в таблице 1.

Свойства легких металлов Таблица 1.

Свойства	Металл
	Mg	Be	Al	Ti
Плотность, г/см3 Температура плавления, оС Теплопроводность, Вт/(мК) Модуль упругости, Н/мм2 Тип кристаллической решетки	1,74 651 26 45000 ГПУ	1,85 1285 12 310000 ОЦК/гекс	2,72 658 24 70000 ГЦК	4,5 1725 9,75 112000 ОЦК/ГПУ

8.1.1. Магний и его сплавы

Магний является химически активным металлом, плохо сопротивляются коррозии, образующаяся на воздухе оксидная пленка MgО растрескивается и не обладает защитными свойствами.

Магний в виде порошка или стружки легко воспламеняется. При контакте расплавленного или горячего магния с водой происходит взрыв.

Магниевые сплавы обладают пониженной жидкотекучестью при литье, пластически деформируются лишь при температурах выше 225^оС. Последнее объясняется тем, что сдвиг в гексогональной решетке магния при низких температурах осуществляется лишь в плоскости базиса (основания шестигранной призмы).

Магниевые сплавы характеризуются высокой удельной прочностью. Не взаимодействуют с ураном. Хорошо обрабатываются резанием. Удовлетворительно свариваются аргонодуговой и контактной сваркой.

Основными легирующими элементами в магниевых сплавах являются Mn,Al,Zn.Mnповышает коррозионную стойкость и свариваемость. Алюминий и цинк оказывают большое влияние на прочность и пластичность магниевых сплавав: максимальное значение механических характеристик при введении 4…7% алюминия или цинка. Эти элементы образуют упрочняющие фазы, выделяющиеся в мелкодисперсном виде после закалки со старением.

По технологии изготовления изделий магниевые сплавы разделяют на литейные («МЛ») и деформируемые («МА»).

Литейные сплавы.

Механические свойства литого магния следующие:

σ_В = 115 МПа,δ= 0,8. Для предотвращения возгорания магниевых сплавов их плавку ведут в железных тиглях под слоем флюса, а разливку – в парах сернистого газа, образующегося при введении серы в струю металла.

Среди литейных сплавов наибольшее применение нашли сплавы МЛ5 и МЛ6, отличающиеся повышенными литейными и механическими свойствами. В авиастроении из них изготавливают тормозные барабаны, штурвальные колонки, корпуса агрегатов.

Используются также жаропрочный МЛ10 (с рабочей температурой 300^оС) для корпусов высокой герметичности. Коррозионностойкий сплав МЛ12.

Деформируемые сплавы.

Деформированный (прессованный) магний обладает более высоким комплексом механических свойств, чем литой:

σ_В = 200 МПа,δ= 11,5%. Деформируемые сплавы производят в виде поковок, штамповых заготовок, горячекатаных полос, прутков и профилей.

Температурные интервалы технологических процессов обработки находятся в следующих пределах:

Прессование 300…480.

Прокатка при 480…225.

Штамповкака (в закрытых штампах) при 480…280.

Хорошей коррозионной стойкостью, свариваемостью и технологической пластичностью отличается сплав МА1, относящийся к группе сплавов низкой прочности.

Сплав МА2 сочетает в себе оптимальный комплекс механических и технологических свойств, но подвержен коррозии под напряжением.

Высокопрочный и жаропрочный сплав МА14 используется для высоконагруженных деталей.