ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлические конструкционные материалы. Выбор стали для деталей электротермических установок из "Материалы для электротермических установок " К конструкционным материалам, применяемым в электропечестрое-нин, в зависимости от условий работы оборудования предъявляются требования коррозионной стойкости, высоких жаростойкости и жаропрочности, немагнитности. При этом материал может удовлетворять какому-либо одному требованию или комплексу требований. [c.68] По химическому составу металлы, применяемые в электропече-строении, делятся на простые углеродистые и легированные стали и сплавы. Углеродистые стали имеют высокие технологические свойства высокую пластичность и хорошую свариваемость при содержании углерода не более 0,25 %. К легированным относятся хромистые, хромомарганцевые стали и хромоникелевые стали и сплавы. Эти материалы применяются при температурах от 450 до 1200 °С. [c.68] При выборе материала разрабатываемых электротермических установок следует учитывать рабочую температуру детали, значение расчетного напряжения и распределение напряжений по детали, заданный срок службы детали, допускаемую деформацию детали за полный срок службы. Перечисленному комплексу условий работы могут удовлетворять различные марки стали, поэтому окончательный выбор той или иной марки стали определяется совокупностью всех ее характеристик с учетом экономической целесообразности и необходимости ее применения. [c.68] Рассмотрим эти свойства подробнее. Жаропрочность стали является одной из важнейших характеристик, определяющей пригодность стали для работы при повыщенных температурах. Металлы, на которые воздействует нагрузка, которая немного меньше предела текучести, при высоких температурах обладают склонностью медленно и непрерывно деформироваться. Поэтому при длительной работе детали в условиях высоких температур необходимо оценивать способность данного металла к накоплению пластической деформации во времени. [c.69] Свойство металлов непрерывно деформироваться при длительной работе в условиях высоких температур и напряжениях, значительно меньших предела текучести от, называется ползучестью металла, а напряжения, вызывающие за данное время определенную деформацию при заданной температуре, называются пределом ползучести Ои. [c.69] Ползучесть является структурно-чувствительным свойством. Весьма малые количества примесей или добавки легирующих элементов могут вызвать глубокие изменения в поведении металла в процессе ползучести. Образцы, изготовленные из одного слитка и имеющие очень малые различия по химическому составу, при испытании на ползучесть могут давать большое различие в скорости развития процесса. Для некоторых марок стали, даже в образцах, вырезанных из одного и того же прутка прокатанного металла, результаты испытаний на ползучесть отличаются друг от друга по значению минимальной скорости ползучести на 50 %, и такие результаты считают хорошо согласующимися между собой. [c.69] Известно, что как свойства самих кристаллов, так и свойства их границ влияют на процесс ползучести, причем влияние это различно. При повышенных температурах, до так называемой равнопрочной температуры, более прочными по сравнению с границами оказываются кристаллы. Выше равнопрочной температуры наблюдается обратное соотношение. Равнопрочной (или эквикогезивной) называется температура, при которой прочность самого зерна и пограничного слоя оказываются одинаковыми. Отсюда видно, что термообработка, влияющая на рост зерна, может значительно повысить жаропрочные свойства стали. [c.69] Ниже приведены графики, позволяющие определить предел ползучести по суммарной деформации за весь срок действия напряжения, и графики со значениями сопротивления ползучести, представляющие зависимость между напряжением и установившейся скоростью ползучести. [c.70] При расчете деталей на прочность допускаемые напряжения принимаются равными 0,7ап для проката и О,50п для литой стали с учетом возможного наличия в литье пор и других литейных дефектов. [c.70] Пластичность стали также является важным критерием при оценке пригодности стали для длительной работы при высоких температурах. Степень пластичности стали при длительном разрыве является прежде всего показателем способности стали к деформированию при заданных условиях, а также показателем способности к перераспределению напряжений. Деталь, работающая при высоких температурах, должна иметь некоторый запас пластичности, чтобы исключить безде-формациоиное разрушение. Так, если по условиям работы допускается деформация 1 % за весь срок службы детали, то удлинение при длительном разрыве (за несколько тысяч часов) должно быть не менее 2-3%. [c.70] Стабильность свойств и структуры стали имеет существенное значение при выборе марки стали. Структурные изменения в течение срока службы деталей не должны приводить к заметному охрупчиванию (потере пластичности) и вследствие этого преждевременному безде-формационному разрушению детали. [c.71] При выборе и оценке стали необходимо учитывать кроме прочего ее технологичность, которая должна обеспечить получение заготовок необходимых размеров и конфигураций путем ковки, прокатки, отливки, штамповки, ее свариваемость и др. [c.72] При выборе марки стали следует пользоваться табл. 3.1—3.5 [1, 48, 49]. Если в графе стоят несколько марок сталей, выбор стали производят исходя из расчета на прочность с учетом экономической целесообразности ее применения. [c.72] Вернуться к основной статье