ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные причины выхода из строя деталей электропечей н пути повышения их надежности и долговечности из "Защитные покрытия для деталей электропечей " Все указанные причины во многих случаях приводят к перегреву и оплавлению металлических деталей печей. Поэтому наряду с устранением каждой из этих причин в отдельности для повышения надежности и долговечности электротермического оборудования необходимо стремиться к повышению общей жаростойкости высокотемпературных металлических конструкций. [c.7] Существующие жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы приближаются к пределу своих возможностей, поэтому основные резервы повышения надежности электротермического оборудования за счет улучшения качества металлических материалов сводятся к освоению и использованию в электропечестроении различных температуроустойчивых покрытий. [c.7] Кроме того, при конструировании и изготовлении электротермического оборудования возникают такие разнообразные сочетания требований, которым часто не может удовлетворить ни один известный материал. Поэтому конструктор должен располагать постоянно расширяющейся номенклатурой разнообразных покрытий, с помощью которых он может дополнить свойства имеющихся материалов и выбрать их оптимальное сочетание для каждого конкретного случая. [c.7] Под температуроустойчивыми покрытиями понимают покрытия, не разрушающиеся в течение заданного срока в контакте с газообразными, жидкими и твердыми агрессивными средами при температурах от 100 до 2000—3000°С. Различают жаростойкие (рабочая температура выше 650°С) и теплостойкие (рабочая температура ниже 650°С) покрытия. По назначению температуроустойчивые покрытия делят на коррозионностойкие, тепло- и электроизоляционные, токопроводящие, износостойкие и др. [c.7] НЫМИ и нелегированными в) увеличить сроки службы высокотемпературных деталей г) улучшить качество и товарный вид выпускаемых изделий. [c.8] По составу температуроустойчивые покрытия можно разделить на шесть основных видов металлические, оксидные, металлокерамические, органосиликатные, лакокрасочные и покрытия смешанного типа. [c.8] Последняя группа покрытий находится еще в стадии разработки и освоения, поэтому остановимся на первых пяти видах покрытий, которые освоены и внедрены во многих отраслях промышленности. В табл. 1 представ лена примерная классификация основных видов покрытий с точки зрения их свойств для оценки перспектив использования в электропечестроении. [c.8] Ниже рассмотрены основные свойства, а также преимущества и недостатки каждой из указанных групп покрытий. [c.8] Металлические покрытия для сталей и сплавов характеризуются высокими адгезионными свойствами и хорошо выдерживают механические н тепловые удары. [c.8] В качестве металлических покрытий могут быть применены различные металлы, интерметаллиды (берилли-ды, алюминиды), жаростойкие и нержавеющие стали и сплавы и т. п. Такие покрытия могут создавать токопроводящие слои дополнительную стойкость против воздействия внещней среды — температуры (жаростойкость), агрессивных атмосфер (коррозионная стойкость) и т. п. поверхностное упрочнение деталей для повышения износостойкости, твердости, усталостной прочности. [c.9] Токопроводящие покрытия (медь, серебро и алюминий) получили широкое распространение в радиоэлектронике. Первым технологическим направлением, позволившим организовать массовый выпуск радиоаппаратуры с ограниченным применением ручного труда при сборке, явилась технология печатных схем. Перевод радиоаппаратуры с объемного монтажа на печатный лишь на ленинградских предприятиях дал в 1961 — 1965 гг. экономию 22 млн. руб. [c.9] Жаростойкость и коррозионная стойкость нелегированных и низколегированных сталей могут быть повышены главным образом методами химико-термической обработки, которые основаны на обогащении путем диффузии поверхностных слоев деталей тем или иным элементом, либо их сочетанием. [c.10] По степени повышения жаростойкости нелегированных и низколегированных сталей на первом месте стоит покрытие, полученное бериллизацией (диффузионным насыщением бериллием), но из-за дороговизны, дефицитности и токсичности бериллия этот вид покрытий большого распространения не получил [Л. 4]. За рубежом, особенно в США, применяют бериллизацию ответственных деталей. [c.10] Далее следуют покрытия, получаемые алитированием, хромированием, силицированием и цинкованием. Поверхностное насыщение стали большинством других элементов не приводит к повышению жаростойкости, поэтому ниже будут рассмотрены покрытия, получаемые с помощью этих четырех наиболее распространенных способов химико-термической обработки. [c.10] Алитирование (алюминирование) — диффузионный процесс поверхностного насыщения стали и сплавов алюминием, придающий им повышенную жаростойкость и коррозионную стойкость. Его применяют также с целью дополнительного повышения сопротивления газовой коррозии и эрозии изделий из углеродистой стали и некоторых жаропрочных сталей. [c.10] Структура и фазовый состав алитированного слоя зависят от способа алитирования. [c.11] Увеличение содержания углерода в алитируемой стали снижает глубину диффузионного слоя и повышает в нем концентрацию алюминия. Еще медленнее диффундирует алюминий в чугун легирующие элементы N1, Со, Мп дополнительно снижают глубину диффузионного слоя. [c.12] Твердость по шкале Виккерса на поверхности алитированного образца углеродистой стали составляет примерно 500. С увеличением содержания алюминия повышается хрупкость диффузионного слоя, хотя при 20— 30% А1 слой обнаруживает еще удовлетворительную вязкость. Алитирование образцов из стали 20 на глубину ОЛ—0,15 мм увеличивает 0в на 50—80 МПа (5— 8 кгс/мм ), и снижает б на 5—8%. Тонкие алитирован-ные слон (0,05—0,07 мм) хорошо деформируются в холодном и горячем состояниях и не скалываются при навивке проволоки. [c.12] Известно, что введение в железо 5—8% алюминия заметно повышает его жаростойкость до 1100°С. При нагреве алитированной стали в окислительной атмосфере на ее поверхности образуется окисная пленка а-АЬОз, надежно защищающая сплав от окисления. Испытания алитированных образцов малоуглеродистой стали показали, что при 850°С их жаростойкость примерно в 15— 20 раз выше, чем у неалитированных, при 900°С — в 10—15 раз, при 1000°С — в 5—6 раз, при 1100°С — в 3—4 раза и при 1200°С — в 2—3 раза [Л. 4]. [c.12] Алитирование не влияет на жаропрочность, предел прочности и пластичность высоколегированных никелевых сплавов [Л. 5]. Но, предохраняя поверхность сплава от окисления, алитированный слой замедляет процесс разупрочнения и сохраняет высокие пластические свойства материала при кратковременном и особенно при длительном воздействии высоких температур. Алитированный слой глубиной не менее 20 мкм с содержанием алюминия 20—40% повышает жаростойкость сплавов при 900—1100°С и в несколько раз увеличивает ресурс (до 4000—10 000 ч). [c.12] Вернуться к основной статье