44. Износостойкие стали.

Сп лавы с высоким электрическим

сопротивлением, с заданным

коэффициентом теплового

расширения и заданными уп руг ими

свойствами

Для изготовления деталей машин, работающих в

условиях трения, применяют специальные износостойкие

стали — шарикоподшипниковые, графити-

зированные и высокомарганцовистые. Шарикопод-

шипниковые стали (ШХ6, ШХ9, ШХ15) применяют

для изготовления шариков и роликов подшипников.

По химическому составу (ГОСТ 801-60) и структуре

эти стали относятся к классу инструментальных ста-

лей. Они содержат около 1% Сu, 0,6—1,5% Сr.

Графитизированную сталь (высокоуглеродистую,

содержащую 1,5—2% С и до 2% Сr) используют для

изготовления поршневых колец, поршней, коленча-

тых валов и других фасонных отливок, работающих в

условиях трения. Графитизированная сталь после за-

калки сочетает свойства закаленной стали и серого

чугуна. Высокомарганцовистую сталь Г13Л, содер-

жащую 1,2% С и 13% Мn, применяют для изготовле-

ния железнодорожных крестовин звеньев гусениц

и т.п. Эта сталь обладает максимальной износостой-

костью, когда имеет однофазную структуру аустени-

та, что обеспечивается закалкой (при температуре

1000—1100°С) при охлаждении на воздухе.

Сплавы с высоким электрическим сопротивле-

нием применяют для изготовления электронагрева-

телей и элементов сопротивлений и реостатов. Спла-

вы для электронагревателей

обладают высокой жа-

ростойкостью, высоким электрическим сопротивле-

нием, удовлетворительной пластичностью в холодном

состоянии. Этим требованиям отвечают железохро-

моалюминиевые сплавы, например марок Х13Ю4 (≤

0,15% С; 12—15% Сr; 3,5—5,5% А1), 0Х23Ю5 ≤0,05%

С; 21,5—23,5% Сr; 4,6—5,3% А1); и никелевые спла-

вы, например марок Х15Н60 — ферронихром,

содер-

жащий 25% Fe, X20H80 — нихром.

Сплавы с заданным коэффициентом теплового

расширения содержат большое количество никеля.

Сплав 36Н, называемый инваром (≤0,05% С и 35—

37% Ni), почти не расширяется при температурах от

−60 до +100°C. Его применяют для изготовления де-

талей приборов, требующих постоянных размеров в

интервале климатических изменений температур.

Сплав 29НК, называемый коваром (≤0,03% С; 28,5—

29,5% Ni; 17—18% Со), имеет низкий коэффициент

теплового расширения в интервале температур от

−70 до +420°С.

К сплавам с заданными упругими свойствами

относят сплав 40КХНМ (0,07—0,12% С; 15—17% Ni;

19—21% Сr; 6,4—7,4% Мо, 39—41% Со). Это высо-

копрочный с высокими упругими свойствами, немаг-

нитный, коррозионно-стойкий в агрессивных средах

сплав.

45. Методы п олучения

высококачественной стали

К методу специальной металлургии относят об-

работку синтетическими шлаками, электрошлаковый

переплав, вакуумно-индукционный способ, электрон-

но-лучевой и плазменно-дуговой переплав.

Обработка синтетическими шлаками. В разлив-

ной ковш перед выпуском стали наливают жидкий

шлак, а затем с большой высоты мощной струей вы-

пускают расплавленную сталь. Происходят энергич-

ное перемешивание металла со шлаком и рафиниро-

вание стали. При этом сера, неметаллические вклю-

чения, газы удаляются, резко повышаются прочность

и пластичность стали.

Электрошлаковый переплав (ЭШП). Слиток из

обычной стали перерабатывают в электрод, но плав-

ление его происходит не под действием электричес-

кой дуги, а за счет тепла, выделяемого в слое рас-

плавленного шлака, который является сопротивлени-

ем при прохождении через него тока. Электрод-сли-

ток вводят в медный охлаждаемый кристаллизатор;

заливают расплавленный шлак, состоящий из окси-

дов кальция, алюминия, флористого кальция. Шлак

обладает высоким электрическим сопротивлением, и

при прохождении через него тока выделяется боль-

шое количество тепла.

Электронно-лучевой переплав. Применяется для

изготовления деталей ракетной, космической техни-

ки, для получения тугоплавких металлов. Плавление

металлов происходит в глубоком вакууме под дей-

ствием потока электронов, излучаемых высоковоль-

тной катодной пушкой. Излучаемые электроны на-

правляются на металл, при столкновении с которыми

металл плавится. Его капли стекают в водоохлади-

тель и остывают.

Плазменно-дуговой переплав. Это наиболее эко-

номичный и перспективный способ, в котором особо

чистые, прочные и пластичные металлы получают с

помощью плазмы, т.е. потока ионизированных газов,

разогретых до десятков тысяч градусов. Плазменная

дуга образуется между металлом и катодом плазмотрона.

Расплавка стали. Это операция, определяющая

качество готового изделия. Сталь из печи выпускают

в разливочный ковш, а затем направляют на разлив-

ку. Существуют два способа разливки: в изложни-

цах, на установках непрерывной разливки стали. Из-

ложницы — это чугунные формы. Разливка в излож-

ницы происходит сверху или снизу. При разливке

сверху сталь заливается в каждую изложницу от-

дельно, а при заливке снизу одновременно заливает-

ся несколько изложниц. Непрерывную заливку осу-

ществляют на вертикальных и радиальных машинах.