
- •Тема 14. Конструкционные стали и сплавы.
- •18)Легированные конструкционные стали
- •19). Арматурные стали
- •19.2). Стали для холодной штамповки
- •20) Конструкционные (машиностроительные) цементуемые
- •22). Коррозионно-стойкие жаростойкие стали и сплавы
- •20) Жаропрочные стали и сплавы
- •26). Инструментальные стали и твердые сплавы.
- •15.0. Введение
- •23.2)Стали для режущего инструмента
- •24). Стали для измерительного инструмента
- •26). Твердые сплавы
- •Тема 16. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
- •Тема 17. Тугоплавкие металлы и их сплавы
- •26.2). Тугоплавкие металлы и их сплавы
- •Тема18. Титан и сплавы на его основе
- •Тема19. Алюминий и сплавы на его основе
- •27). Алюминий
- •27.1 Классификация алюминиевых сплавов
- •27.2. Термическая обработка алюминиевых сплавов
- •Тема 21 Медь и сплавы на ее основе
- •29). Медь
- •29.1) Сплавы на основе меди
- •30)Тема 23. Композиционные материалы с металлической матрицей
19). Арматурные стали
Для армирования железобетонных конструкций применяют углеродистую или низко-легированную сталь в виде гладких и периодического профиля стержней, так называемые арматурные стали.
Таблица 19
Некоторые арматурные стали
Класс
стали Сталь ,
МПа 2 ,
МПа ,%
A-I
A-II
A-III
A-IV
A-V
A-VI Ст3 (сп, пс, кп)
Ст5сп2,18Г2С
35ГС, 25Г2С
80С, 2-ХГ2Ц
23Х2Г2Т
22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР 380
500
600
900 (800)
1050(1000)
(1200) 240
300
400
600(600)
800(800)
(1000) 25
19
14
6(7)
(7)
(6)
Примечание. Без скобки даны гарантируемые свойства в горячекатаном состоянии, в скобках - после термомеханического и термического упрочнения.
Стали классов A-I A-II и A-III применяют для ненапряженных конструкций, а стали - A-IV -A-VI - для армирования предварительно напряженного железобетона.
19.2). Стали для холодной штамповки
В автомобильной и многих других отраслях промышленности для изготовления дета-лей широкого применяю холодную штамповку из листовой стали.
Для обеспечения высокой штампуемости отношение 2 = 0,5-0,65 при < 40 %. Чем больше углерода, тем хуже штампуемость. Поэтому для холодной штамповки более ши-роко используют холоднокатаные кипящие стали 08кп, 08Фкп (0,02-0,04 %V) и 08Ю (0,02-0,07 Al). Введение ванадия и алюминия снижает склонность низколегированных ста-лей к деформационному старению, образуя нитриды. для исключения деформационного ста-рения после отжига холоднокатаный лист нередко подвергают дрессировке, т. е. небольшой пластической деформации ( 1 -2 %). Штампуемость зависит от величины зерна. Рекомендуется сталь с зерном номерами 6 - 8 .
Для штамповки изделий, требующих повышенной прочности, применяют низколеги-рованные "двухфазные стали" со структурой феррита и мартенсита (бейнита) в количестве 20 - 30 %.Такая структура получается в низкоуглеродистых сталях (0,06-0,12 %С) низколе-гированных (09Г2С, 09Г2, 16ГФР, 10Г2Ф, 12ХМ) после закалки в воде из меж критического интервала температур (Ас1 - Ас3).
При такой закалке сталь обладает высокой пластичностью, низким пределом текуче-сти (менее 450МПа) и высоким временным сопротивлением более 700 МПа (2 = 0,5). Это облегчает выполнение глубокой штамповки без образования трещин, В процессе штам-повки за счет деформационного упрочнения (наклепа) и старения и 2 существенно по-вышаются.
Холодная пластическая деформация сталей с ферритно-бейнитной (09Г2С, 09Г2) или ферритно-мартенситной (16ГФР) структурой обеспечивает повышение на 10-15 МПА на каждый процент степени деформации. Однако отношение (2) после 10% ой деформа-ции сохраняется на уровне 0,85-0,88 против 0,94 – 0,96 для сталей с ферритно-перлитной структурой.
20) Конструкционные (машиностроительные) цементуемые
(нитроцементуемые) легированные стали
Цементацию (нитроцементацию) широко применяют для упрочнения средне размер-ных зубчатых колес, валов коробки передач автомобилей, валов быстроходных станков, шпинделей и многих других деталей машин.
Применяются только низкоуглеродистые стали, повышая их прокаливаемость введе-нием легирующих элементов, таких как хром и марганец. Для измельчения зерна цементуе-мые стали микролегируют V, Ti, Nb, Zr, Al и N, которые, образуя карбиды, карбонитриды и нитриды, задерживают рост аустенитного зерна.
Для тяжелонагружненных деталей следует применять стали, легированными никелем (до 4 %), повышающий пластичность мартенсита, и молибденом (до 0,8 %), резко повы-шающий прокаливаемость цементованного слоя. Никель и молибден в отличии от марганца хрома не склонны к внутреннему окислению, которая снижает прокаливаемость цементо-ванного слоя и ухудшает механические свойства.
В таблице 20 приведены состав, режимы термической обработки и механические свойства наиболее часто применяемых цементуемых сталей, предназначенных для изготов-ления изделий, работающих на износ в условиях знакопеременных ударных нагрузок.
Хромистые стали. Хром сравнительно дешевый элемент и широко используется для легирования стали. (15Х, 20Х), При закалке с охлаждением в масле, выполняемой после це-ментации, сердцевина имеет бейнитное строение. Прокаливаемость хромистых сталей не-велика.
Хромованадиевые стали. Введение ванадия (20ХФ) в пределах 0,1-0,2 % улучшают механические свойства и менее склонны к перегреву, малая прокаливаемость.
Хромоникелевые стали. Хромоникелевые стали обладают высокой прочностью, пла-стичностью. Повышают вязкость сердцевины и цементуемого слоя. Малочувствительны к перегреву.
Хромомарганцевые стали. Марганец, сравнительно дешевый элемент, применяется как заменитель в стали никеля. Они применяются вместо дорогих хромоникелевых, хотя эти стали менее устойчивые к перегреву и имеют меньшую вязкость. Введение титана уменьшает склонность стали к перегреву (18ХГТ, 25 ХГТ) (см. приложение таблица 20)
Хромомаргацевоникелевые стали. Повышение прокаливаемости и прочности хромо-марганцевых сталей достигается дополнительным легированием их никелем.
На ВАЗе широко применяются стали 20ХГМН (0,18-2,3 %C, 0,7-1,1 % Mn, 0,4 -0,7 %Cr, 0,15-0,25 % Mo), а также 19ХГН и 14ХГН, содержащие по 0,8 - 1,1 % Mn, Cr и Ni. По-сле закалки и низкого отпуска эти стали имеют следующие механические свойства (таблица 21)
Таблица 21
Механические свойства сталей 20ХГМН, 19ХГН и 14ХГН
, МПа 2 , МПа ,% KCU, МДж/м2
1100 -1200 850-950 7-8 0,6-0,8
Стали, легированные бором. Для цементации (нитроцементации) используют так же сталь, содержащая бор (0,001-0,005 %). Бор повышает устойчивость переохлажденного ау-стенита в области перлита и поэтому увеличивает прокаливаемость, только для доэвтектоид-ных сталей, но не улучшает прокаливаемость цементованного слоя. в промышленности при-меняют сталь 20ХГР, а также сталь 20ХГНР
Таблица 22
Механические свойства сталей 20ХГР и 19ХГНР
, МПа 2 , МПа ,% KCU, МДж/м2
1300 1200 10 0,9
14.7. Конструкционные (машиностроительные) улучшаемые
легированные стали
Многие детали машин (коленчатые валы, валы, оси, штоки, шатуны, ответствен-ные детали турбин и компрессорных машин и др.) изготовляют из среднеуглеродистых сталей (0,3 - 0,5 % С) и подвергают закалке и высокому отпуску (улучшение). После такой обработки структура стали - сорбит. Сталь должна иметь высокий предел текучести, малую чувствительность к концентраторам напряжений, в изделиях, работающих при многократ-но прилагаемых нагрузках, высокий предел выносливости и достаточный запас вязкости (KCU, KCT, K1c). Кроме того, улучшаемые стали должны обладать хорошей прокаливаемо-стью и малой чувствительности к отпускной хрупкости.
При полной прокаливаемости сталь имеет лучшие механические свойства, особенно сопротивление хрупкому разрушению - низкий порог хладноломкости, высокое значение работы развития трещины КСТ и вязкость разрушения К1с . В таблице 23 приведены наибо-лее распространенные улучшаемые стали. Механические свойства будут зависеть от той термической обработки, которую проходит сталь (деталь) на машиностроительном заводе, и прежде всего от принятой температуры отпуска (рис.66).
Хромистые стали. С увеличением содержания углерода возрастает прочность, но снижается пластичность и вязкость. Введение ванадия повышает механические свойства хромистых сталей, главным образом вязкость. Прокаливаемость хромистых сталей 30Х, 40Х и 50Х невелика. Хромистые стали склонны к отпускной хрупкости, поэтому после вы-сокого отпуска охлаждение должно быть быстрым; для мелких деталей в масле и для круп-ных - в воде (см. приложение таблица 23) .
Введение 0,1-0,2 V% (40ХФА) повышает механические свойства хромистых сталей, главным образом вязкость, вследствие лучшего раскисления и измельчения зерна без увели-чения прокаливаемости. Эти стали применяются для изделий, работающих при повышенных динамических нагрузках.
Введение бора (0,002-0,005 %) увеличивает прокаливаемость хромистых сталей, но несколько повышает порог хладноломкости. Сталь с бором 35ХР (40ХР) имеет следующие механические свойства.
Таблица 24
Механические свойства сталей 35ХРи 40ХР
, МПа 2 , МПа ,% ,% KCU, МДж/м2
800 950-1000 12 50 0,9
Хромомарганцевые стали. Совместное легирование хромом и марганцем позволяет получить стали с достаточной высокой прочностью и прокаливаемостью ( например 40ХГ). Однако они имеют пониженную вязкость, повышенный порог хладноломкости, склонность к отпускной хрупкости и росту зерна при аустените. Введение титана уменьшает склонность к перегреву, а бора - увеличивает прокаливаемость.
Хромокремнемарганцевые стали. Высоким комплексом свойств обладают хромо- кремнемарганцевые стали (хромансил). Хромансил применяют также в виде листов и труб для ответственных сварных конструкций. Сталь 30ХГС подвергают улучшению, способст-вующие получению более высокие механические свойства и снижающей чувствительность к надрезам.
Таблица 25
Механические свойства сталей 30ХГС
, МПа 2 , МПа ,% ,% KCU, МДж/м2
1650 1300 9 40 0,4
Более высокая прокаливаемость и лучшая вязкость достигается при введение никеля (30ХГСНА). Эта сталь после изотермической закалки или закалке в масле с низким отпуском при 2000С позволяет получить следующие механические свойства
Таблица 26
Механические свойства сталей 30ХГСНА
, МПа 2 , МПа ,% ,% KCU, МДж/м2
1650 1400 9 - 0,6
Хромоникелевые стали. Хромоникелевые стали обладают высокой прокаливаемо-стью, хорошей прочностью и вязкостью. Они применяют для изготовления крупных изде-лий сложной конфигурации, работающих при вибрационных и динамических нагрузках. Никель обеспечивает наибольший запас вязкости, а в сочетании с хромом и молибденом - большую прокаливаемость, сильно снижая порог хладноломкости.
Хромоникелемолибденовые стали. Хромоникелевые стали обладают склонностью к обратимой отпускной хрупкости. Для предотвращения этого дефекта дополнительно леги-руют молибденом или вольфрамом
Хромоникелемолибденованадиевые стали. Нередко в хромоникелевую сталь кроме молибдена или вольфрама вводят ванадий, который способствует получению мелкозерни-стой структуры. Большая устойчивость переохлажденного аустенита обеспечивает высокую прокаливаемость, что позволяет упрочнять термической обработкой крупные детали. Мо-либден повышает ее теплостойкость (400 - 4500С). Недостатком этой стали является труд-ность их обработки резанием и большая склонность к образованию флокенов.
14.8. Стали с повышенной обрабатываемостью резанием
Обрабатываемость резание является одной из важных характеристик стали, поэтому в промышленности широко применяются так называемые автоматные стали, позволяющие проводить обработку резанием с большой скоростью, увеличить стойкость инструмента и получить высокое качество обрабатываемой поверхности.
Наиболее часто применяют автоматные углеродистые стали А12, А20, А40Г, имеющие повышенное содержание серы (0,08-0,3 %), фосфора (0,05 %) и марганца (0,7-1,0 %).
Сера в автоматной стали находится в виде сульфидов марганца MnS, включение ко-торой обеспечивают короткую ломкую стружку. Фосфор, повышая твердость, прочность и охрупчивая сталь, так же способствует образованию ломкой стружки и получения высокого качества поверхности. Несмотря на это эти стали имеют низкий предел выносливости.
Поэтому в настоящее время разрабатывается новый ряд сталей повышенной обраба-тываемостью, легированных порознь или совместно Pb, Se, Te, Ca, включения которых иг-рают роль смазки, препятствующий схватыванию инструмента с материалом обрабатывае-мой детали, что и облегчает образование и отделение стружки.
Стали содержащие 0,150 - 0,30 % Pb (АС12ХМ, АС30ХМ, АС38ХГМ и др.) позволя-ют повысить скорость резания 100-120 м/мин. на 20 -25 % . Для увеличение скорости реза-ния, свинец заменяют селеном (А45Е, А40ХЕ).
Применение нашли дешевые стали, повышенной обрабатываемости, содержащие кальций (АЦ45Х, АЦ40Г, АЦ490Г2, АЦ20ХН3 и др.) Они также дополнительно легируются свинцом или теллуром, а также селеном.
Присадки, повышающие обрабатываемость, понижают конструктивную прочность стали.
14.9. Мартенситностареющие высокопрочные стали
Высокая конструктивная прочность изделия достигается только тогда, когда оно изготовлено из материала, обладающего большой прочностью и высоким сопротивлением хрупкому разрушению. Эти требованиям в значительной степени отвечают безуглеродистые ( 0,03 % С) мартенситно-стареющие стали (МС), упрочняемые закалкой и последующим старением.
МС стали представляют собой сплавы железа с никелем (8-20 %), а часто с кобальтом, для протекания процесса старения в мартенсите сплавы дополнительно легируют титаном, алюминием, молибденом и др. Высокая прочность МС сталей обязана образованию твердо-го раствора железа и легирующих элементов, мартенситному превращению, сопровождаю-щемуся фазовым наклепом и главным образом старению мартенсита, когда происходит образование сегрегаций, метастабильных и стабильных фаз типа Fe3Mo, Ni3Mo, Ni3Ti, NiAl (Fe, Co)2Mo. Высокое сопротивление хрупкому разрушению объясняется пластичностью и вязкостью безуглеродистого мартенсита ("мартенсит замещения").
Сталь Н18К9М5Т закаливают на воздухе от 820 - 8500С, в результате которого полу-чается безуглеродистый реечный мартенсит, имеющий наряду с низкой прочностью хорошие пластичность и вязкость.
Таблица 27
Механические свойства сталей Н18К9М5Т
, МПа 2 , МПа ,% ,% KCU, МДж/м2
1100-1200 950-1000 18-20 70-80 2,0-2,5
Они хорошо обрабатываются давлением, резанием и хорошо свариваются. Старение при 480-5200С повышает прочность, но снижает пластичность и вязкость
Таблица 28
Механические свойства сталей Н18К9М5Т
,
МПа 2 ,
МПа ,% ,% KCU,
МДж/м2 НRC
1900-2100 1800-2000 8-12 40-60 0,4-0,6 52
Кроме стали Н18К9М5Т нашли применение менее легированные мартенситно-стареющие стали Н12К8М3Г2, Н10Х11М2Т (=1400-1500МПа) Н12К8М4Г2, Н9Х12Д2ТБ ( =1600-1800 МПа).
У МС сталей порог хладноломкости на 60-800С ниже, чем у углеродистых высоко-прочных сталей, а работа распространения трещин, вязкость разрушения КСТ значительно выше. Также они имеют высокий предел упругости (0002 = 1500 МПа) и поэтому могут применятся для изготовления пружин.
При понижении температуры прочность возрастает, но при сохранении повышенной пластичности и вязкости. Они относятся к коррозионностойким (03Н10Х11М2Т). Они при-меняются в авиационной промышленности, в ракетной технике, в судостроении, в приборо-строении для упругих элементов, в криогенной технике. Эти стали дорогостоящие.
14.10. Высокопрочные стали с высокой пластичностью
Метастабильные высокопрочные аустенитные стали называют ТРИП сталями или ПНП сталями (пластичность, наведенная превращениями).
Отличительной способностью сталей (30Х9Н8М4Г2С2 и 25Н25М4Г1) является, то что по-сле у аустенизации при 980 - 12000С температуры мартенситного превращения Мн и Мд
(начало образования мартенсита деформации) находятся ниже 200С, т.е. сталь имеет аусте-нитную структуру.
Для придания стали высоких механических свойств после аустенизации ее подверга-ют прокатке 80% -ой деформации. При 250-5500С (ниже температуры рекристаллизации), что приводит к повышению точек Мн и Мд. При этом точка Мд становится выше 200С. При охлаждении, следовательно аустенит становится метастабильным и при его деформации протекает мартенситное превращения, что приводит к местному упрочнению, и деформация сосредотачивается в соседних (не упрочняемых) объемах аустенита. следовательно, превра-щение (мартенситное) исключает возможность образование шейки, что объясняет вы-сокую пластичность ПНП- сталей.
Таблица 29
Механические свойства ПНП- сталей
, МПа 2 , МПа ,%
1500-1700 1400-1550 50-60
Характерным является высокое значение вязкости разрушения К1с и предел выносли-вости -1. при одинаковой или близкой прочности ПНП стали пластичнее, а при равной пластичности имеют более высокий предел текучести, чем МС стали или легированные высокопрочные стали. Широкому применению ПНП -сталей препятствует их высокая легированность и дорого стоимость. Она используется для изготовления высоконагруженных деталей, проволоки. тросов, крепежных деталей и др.
14.11. Рессорно-пружинные стали общего назначения
Рессорно-пружинные стали предназначены для изготовления пружин, упругих эле-ментов и рессор различного назначения.
Стали поступают в виде проволоки и ленты, а также горяче-холоднокатанного прокат или катанки, из которого изготовляют пружины. Стали для пружин должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям ( ), пределом выносливости (1) и релаксационной стойкостью при достаточной пластичности и вязко-сти.
Для получения этих свойств стали должны содержать более 0,5 % С и быть подверг-нуты термической обработке - закалке и отпуску или деформационному упрочнению после патентирования.
В таблице приведены режимы термической обработки и механические свойства некоторых рессорно-пружинных сталей.
Таблица 30
Режимы термической обработки и механические свойства пружинных сталей
Сталь Температура, 0С Механические свойства
закалка отпуск ,
МПа 2 ,
МПа ,% ,%
65
85
50С2
55С2А
70С3А
60С2ХФА
65С2ВА
60С2Н2А 840
820
870
870
860
850
850
880 480
480
460
460
460
410
420
420 800
1100
1100
1400
1600
1700
1700
1600 1100
1150
1200
1600
1800
1900
1900
1750 10
8
6
6
6
5
5
6 35
30
30
20
25
20
20
20
Для пружин малого сечения, закаливаемых в масле и испытывающих невысокие на-пряжения, применяют углеродистые стали 65,70,75,85.
В промышленности наиболее часто применяются кремнистые стали 55С2, 60С2А, 70С3А. Поскольку кремний повышает прокаливаемость, задерживает распад мартенсита при отпуске и значительно упрочняет феррит. Они имеют высокие пределы текучести и упругости, что обеспечивает хорошие свойства. Кремнистые стали применяют для изготовления пружин вагонов, многих автомобильных рессор, в станкостроении, для торсионных валов. Однако они склонны к обезуглероживанию, что снижает предел выносливости, поэтому их легируют хромом, марганцем, вольфрамом и никелем (60С2ХФА, 65С2ВА, 60С2Н2А) увеличивает их прокаливаемость и уменьшает склонность к обезуглероживанию, графитизации и росту зерна при нагреве.
Для изготовления автомобильных рессор широко применяют сталь 50ХГА, которая технологически превосходит кремнистые стали. Для клапанных пружин применяют сталь 50ХФА, не склонная к перегреву и обезуглероживанию, но имеет малую прокаливаемость. Для увеличения прокаливаемости добавляют марганец (50ХГФА), который снижает ударную вязкость.
Предел выносливости, а следовательно, долговечность зависит от наличии концен-траторов напряжений на поверхности. Срок службы можно увеличить, проведя ППД. Ши-роко применяют пружины, изготовленные из патентированной холоднотянутой проволоки из холодной ленты из высокоуглеродистых сталей 65, 65Г, 70, У8, У10. Более часто применяют сталь. поступающие в виде проволоки диаметром от 6,0 до 0,15 мм и имеющие = 1360-2200 МПа. Нагартованная лента имеет = 750-1200 МПа. Кроме рассмотренных пружинных сталей общего назначения в машиностроении широко применяют пружинные стали и сплавы специального назначения. Наряду с высокими механическими свойствами и сопротивления релаксации напряжений они должны обладать хорошей коррозионной стойкостью, немагнитностью, теплостойкостью и другими особыми свойствами. К этим сталям относятся высоколегированные мартенситные (высокохромистые коррозионностойкие стали), мартенситно-стареющие, аустенитные (коррозионностойкие, немагнитные и жаропрочные) стали и другие.
14.12. Шарикоподшипниковые стали
Подшипники качения являются ответственными деталями многих маши, определяю-щих их точность и производительность. Наиболее частой причиной отказа подшипников является излом, разрушение тел качения и рабочих поверхностей колец, а также усталостное выкрашивание рабочих поверхностей элементов подшипника
Для изготовления тел качения и подшипниковых колец небольших сечений обычно используют хромистую сталь ШХ15, а больших сечений ЩХ15СГ, прокаливающуюся на большую глубину.
Стали обладают высокой твердостью, износостойкостью и сопротивление контактной усталости. Большие требования к неметаллическим включениям, недопустима также карбидная неоднородность. Стали изготовляют в виде прутков, труб и проволоки. для горячей штамповки стали поставляют без отжига, для холодной механической обработки - в отожженном состоянии. после отжига стали получают однородную структуру мелкозернистого перлита с мелкими включениями вторичных карбидов. Кольца, шарики и ролики проходят закалку в масле (30-600С) от 840-8600С и отпуск при 150-1700С. Перед отпуском для уменьшения количества остаточного аустенита детали подшипника охлаждают до температуры не выше 20 -250С. Это повышает стабильность размеров. Для подшипников, которые должны иметь особо высокую стабильность размеров, иногда применяют обработку холодом при -70 -800С.
Для получения оптимального сочетания прочности и контактной выносливости коль-ца и ролики подшипников должны иметь после закалки и отпуска твердость 61-65 HRC для стали ШХ15 и 60-64 HRC для стали ЩХ15СГ, а шарики - 62 -66 HRC.
Для изготовления деталей подшипников качения, работающих пи высоких динамических нагрузках. применяют цементуемые стали 20Х2Н4А и 18ХГТ. После цементации стали 20Х2Н4А твердость на поверхности достигает 58-62 HRC, а в сердцевине 35-45 HRC, а для стали 18ХГТ - 61-65 HRC на поверхности.
В последние годы разработан и внедрен в массовое производство процесс объемо-поверхностной закалки колец тяжело нагруженных роликовых подшипников для букс же-лезнодорожных вагонов (ШХ4). После такой обработки твердость на поверхности 60-63 HRC, а в сердцевине - 35-40 HRC. Кольца роликовых подшипников, обработанные таким способом, имеет высокие показатели конструктивной прочности.
14.13. Износостойкие стали
Для деталей. работающих на износ в условиях абразивного трения и высоких давле-ний и ударов (например, для траков некоторых гусеничных машин, щек дробилок, черпаков землечерпальных машин, крестовин железнодорожных и трамвайных путей и т.д.), приме-няют высокомарганцевую литую аустенитную сталь 110Г13Л.
Структура этой стали после литья состоит из аустенита и избыточных карбидов (Fe,Mn)3C, выделяющихся по границам зерен, что снижает прочность и вязкость стали. В связи с этим литые изделия закаливаются с нагревом до 11000С и охлаждаются в воде. При таком нагреве растворяются карбиды, и сталь после закалки приобретает более устойчивую аустенитную структуру.
Сталь с аустенитной структурой характеризуется низким пределом текучести и сильно упрочняется под действием холодной деформации.
Сталь 110Г13Л обладает высокой износостойкостью только при ударных нагрузках, когда происходит деформационное упрочнение аустенита с образованием - мартенсита с ГПУ-решеткой. При небольших ударных нагрузках износостойкость стали невелика.
Таблица 31
Механические свойства стали 110Г13Л
, МПа 2 , МПа ,% ,% НВ
800-1000 250-350 35-45 40-50 180-220
При повышенном одержании фосфора сталь 110Г13Л хладноломкая, поэтому ее со-держание должно быть ограничено (менее 0,02-0,03 %), особенно при использовании стали в северных районах.
Высокой стойкостью при циклическом контактно-ударном нагружении и ударно-абразивном изнашивании обладает литая сталь 60Х5Г10Л, претерпевающая при эксплуата-ции мартенситное превращение. Для изготовления лопастей гидротурбин и гидронасосов судовых гребных винтов и других деталей, работающих в условиях изнашивания при кави-тационной эрозии, применяют стали с нестабильным аустенитом (30Х10Г10, 0Х14АГ12, 0Х14Г12М), испытывающим при эксплуатации частичное мартенситное ( мартенсит) превращение.
В процессе работы изделий, подверженных кавитационной эрозии, деформация и разрушение поверхностных слоев приводят к тому, что на поверхности под действием гидравлических ударов образуется новый слой мартенсита, обладающий высокой прочностью. Многократное повторение этого процесса объясняет высокую стойкость сталей с метастабильным аустенитом.