12. Влияние внешних факторов на жаропрочность.

1) рабочая t-ра: с ↑ t-ры происходит ↓ сил межатомных связей. В зав-ти от t-ры меняется мех-зм движения атомов. Чем ↑ t-ра, тем быстрее мат-ал выходит из строя.

2) напряжение: чем ↑ напр-е, тем быстрее мат-ал выходит из строя.

3) время: чем более длительное время воздействия t-ры, тем быстрее мат-ал теряет сопротивление воздействию.

4) Способ подачи напр-ия или влияние t-ры. Если циклируем напр-ие, то материал работает ↓.

5) Цикличность воздействия нагрузок и t-ур. Чем ↑ цикличность, тем ↓ работает материал.

4) среда: газовая – вызывает газовую коррозию. Влияние оказывает состав и состояние среды.

13. Жаропрочные а стали. Термообработка аустенитных сталей.

Это стали, имеющие стр-ру А-та, обладающие устойчивостью к воздействию выс. t-ур. Их используют в кач-ве жаропрочных при t-ре ↑ 600С. Осн. лег. эл-ты – Ni, Cr, иногда часть Ni заменяют N, Mn. Для упрочнения – Mo, Ti, Nb, Al, W , которые ↑ жаропрочность. А-ые стали бывают по стр-ре гомо- и гетерогенными. ТО: закалка (аустенизация) 1050-1200С или аустенизация + стабилизирующий отпуск (700-750 С).

14. Зачем углеродистые стали легируют? Какой термической обработке подвергают легированные стали?

ТО: обычно нормализация, а при повышенном содержании углерода (0,22–0,24) – закалка + выс. отпуск, при этом t-ра отпуска на 100–120 ^оС выше раб. t-ры. Осн. лег. эл-ты: Cr, W, Mo, V, Nb. Содер-ие 1%, кроме Cr. В стали входит до 0,08–0,2 % С, т.к. при более выс. содер-ях ускоряются процессы коагуляции карбидных фаз и перераспределения лег. эл-ов Сr, V, W и особенно Мо м/д тв.р-ом и К-ми. Nb, V, Мо ↓ скорость диф. процессов перераспределения и способствует упрочнению в рез-те обр-ия высокодисперсных К-ов.

15. Назовите интервал рабочих температур сталей м-го и ф-го классов. Почему эти стали теплоустойчивые, а не жаропрочные?

Интервал: 600-650С. Жаропрочностью называется способность сталей и сплавов выдерживать мех. нагрузки при высоких t-ах в течение опр. времени. При t-ах до 600 ^оС обычно применяют термин теплоустойчивость.

16. Виды хрупкости хромистых и хромоникелевых сталей.

Хладноломкость – хрупкость при низких t-ах. Про­является у Ф-ых сталей в чувствительности к надрезу и па­дения уд. вязкости при t-ре -100 +100 °С. Хрупкость при низком отпуске (475˚С) – появляется в ре­з-те длительного нагрева или медленного охл-ия в интервале t-ур 400 - 540°С и проявляется в резком ↓ уд. вязкости и ↑ пластичности. Хрупкость при повышенном отпуске – возникает при дли­тельном нагреве стали при t-ах 540-580°С и связана с обр-ем  - фазы. Высокотемпературная хрупкость – появляется в рез-­те высокого нагрева стали до t-ур 1100-1200°С. В этом интервале возможно выделение δ-феррита, что и способствует охрупчиванию стали.

17. Где можно применять мартенситные и мартенситно-ферритные стали?

Эти стали обладают хор. техн-ми св-ми, выс. прочностью, пластичностью, уд. вязкостью. Некоторые стали имеют высокую демпфирующую способность и удовлетворительную релаксационную стойкость. Эти стали применяют для различных деталей энергетического машиностроения (лопатки, трубы, крепежные детали, детали турбин и др.), в основном работающих длительное время при t-ах 600–650 ^оС.

18. Какие недостатки присущи этим сталям?

Стали типа 10Х5 обладают хрупкостью при 475С, поэтому чтобы избежать охрупчивания в интервале раб. t-ур их лег-ют V, W, Mo.

19. Способы упрочнения М сталей.

1)Упрочнением вследствие фазового наклепа при М-ом превращении и последующем дисп-ом твердении при отпуске или в процессе эксплуатации. 2)Введение эл-ов, упрочняющих тв. р-ор, добавки сильных карбидообразующих эл-ов, N и B приводят к образованию карбидных и карбонитридных фаз высокой стабильности, а также упрочняющих интерметаллидных фаз, в основном фаз Лавеса.

20. Объясните влияние δ-феррита на уровень прочност­ных св-тв.

Важное значение в упрочнении играют интерметаллидные фазы Лавеса типа АВ₂, которые выделяются при t-ах 550–600 ^оС (обычно в участках δ-феррита).

21. Какой ТО подвергают высоколегированные стали для получения заданного уровня свойств?

ТО: закалка (880-1080С) + выс. отпуск, t-ра отпуска на 100-120С выше раб.t-ры.

22. Какие фазы упрочняют сплавы на никелевой основе?

Фазы: интерметаллидные, карбидные и боридные. Тi, Nb и Al (суммарно до 8-10%) – образуют главную упрочняющую γ^/-фазу. С (0,08-0,12%) – образует карбиды и карбонитриды. В (0,005-0,015%) – образует бориды типа МеВ₂.

23. Какова роль карбидной фазы в формировании структуры и свойств сплавов на никелевой основе?

Карбидные фазы типа Ме₂₃С₆ и Ме₆С по границам зерен образуются в окружении пластичной γ^/-фазы, что препятствует охрупчиванию сплавов и повышает сопротивление зернограничному проскальзыванию.

24. Классификация никелевых жаропрочных сплавов.

Деформируемые и литые.

25. Термическая обработка сплавов на никелевой основе, ее цель.

ТО: закалка (иногда двойная закалка от разных t-ур) и старение, которое проводят в одну или две стадии: низко- и высокотемпературное. Цель: обеспечить наиболее оптимальное сочетание кол-ва и морфологии упрочняющих фаз в сплавах и, след-но, благоприятное сочетание хар-ик жаропрочности и пластичности.

26. Упрочняющая обработка сплавов типа ХН77ТЮР, нимоников.

Для деф-ых сплавов 1-ую закалку проводят с целью гом-ии стр-ры, растворения γ^/-фазы и К-ых фаз. ХН77ТЮР, нимоник 80 - закаливают от 1080С, а нимоник 110, 115 – от 1200С. 2-ая закалка 1040-1100С. Происходит повторное растворение γ^/-фазы и ее выделение при охл-ии в более дисп-ом виде, но осн.цель – обр-ие выделений К-ых фаз благоприятных типов и морфологии. Старение при повышенных t-ах (обычно выше раб.t-ур) проводят для выделения γ^/-фазы и стабилизации стр-ры сплава, а окончательное низкотемп-ое старение для доп. выделения γ^/-фазы в мелкодисперсном виде.

27. Особенности использования жаропрочных кобальтовых сплавов.

Прим-ся только при выс.t-ах, более высоких чем Ni-их, поэтому исп-ся редко. Подвергаются только отжигу.

28. Преимущества жаропрочных сплавов на основе кобальта.

«+»: хор.кор-ая ст-ть при повышенных t-ах; выс.стабильность стр-ры при длительных сроках службы под нагружением; имеют выс. теплопроводность и меньший коэф.термического расширения, чем никелевые жаропрочные сплавы.

29. Применение сплавов на основе кобальта.

Изготовление деталей, предназначенных для длительной работы в кор-ой среде, в условиях термической усталости и имеющих сравнительно крупные размеры (ПР: сопловые и рабочие лопатки мощных газовых турбин).

30. Основные легирующие элементы сплавов на основе кобальта.

Осн. эл-ом, стабилизирующим ГЦК стр-ру, явл. Ni (его сод-ие 10-30%). Cr – обеспечивает выс.кор-ую ст-ть и положительно влияет на жаропрочность. В сплав вводят до 10% W или Mo и W (суммарно), Nb, Ti, V. Mo и W – явл. упрочнителями тв.р-ра и частично входят в К-ые фазы, а Nb, Ti, V – присутствуют в К-ах. Обычно обр-ся К-ды типов МеС, Ме₆С, Ме₇С₃, Ме₂₃С₆.