ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние элементов на свойства котлостроительной стали из "Производство основных элементов котлоагрегатов " Большинство, применяемых в котлостроении сталей, имеет равновесную или близкую к ней структуру (углеродистые и низколегированные стали перлитного класса). Поэтому ниже рассматривается влияние отдельных элементов на структуру отожженной стали перлитного класса влияние элементов на образова 1ие аусте-нита оговаривается специально. [c.16] Углеродистая сталь, предназначенная для изготовления крепежных деталей — шпилек, болтов и гаек, т. е. деталей, не под-вергаюш ихся сварке, может содержать до 0,45% С. [c.16] С увеличением содержания углерода в стали увеличивается твердость, предел прочности и предел текучести. Одновременно уменьшается относительное удлинение, относительное сужение и ударная вязкость. Из всех элементов углерод наиболее интенсивно изменяет как прочность, так и пластичность и ударную вязкость стали. [c.16] Повышение твердости и прочности с увеличением содержания углерода объясняется повышением количества образующегося цементита, обладающего большей твердостью, чем железо. Понижение пластичности и ударной вязкости объясняется хрупкостью и малой пластичностью цементита. [c.16] В углеродистых котлостроительных сталях изменение содержания углерода в пределах 0,15—0,35% практически не отражается на ее ползучепрочности. [c.16] При раскислении большим количеством алюминия углеродистые стали проявляют при длительной работе с температурой стенки более 400 склонность к графитизации. [c.16] Положительные свойства углеродистой стали — достаточно высокие механические и технологические свойства, а также относительная дешевизна по сравнению с легированной сталью (дешевле низколегированной в 2—3 раза и высоколегированной в 20—25 раз) — определяют их широкое применение в котло-строении для котлов среднего и повышенного давления применяется, как правило, только углеродистая сталь. В котлах высокого давления (р= 100 ати, tne=b ) вес элементов, выполняемых из углеродистой стали, достигает 60—80%. [c.17] Влияние марганца. Марганец широко применяется в производстве стали как раскислитель и десульфуратор. Он добавляется в сталь в виде ферромарганца, зеркального чугуна или силико-марганца. [c.17] Обладая большим сродством с серой, чем железо, марганец образует сульфид, мало растворимый в жидкой стали, который легче переходит в шлак, чем сернистое железо. Поэтому марганец снижает содержание серы в стали, что приводит к улучшению ее технологических, механических и эксплуатационных свойств, а также свариваемости. В сталях перлитного класса марганец почти не оказывает влияния на ползучепрочность, но в сталях аустенитного класса, расширяя область --железа, т. е. способствуя устойчивости аустенита, он повышает ползучепрочность. При содержании в стали элементов, обладающих большим сродством к углероду (молибдена, хрома и др.), марганец вытесняется из карбидов в феррит и большого влияния на прочностные характеристики не оказывает. [c.17] В малоуглеродистых сталях, содержащих менее 0,2% С, марганец не влияет отрицательно на свариваемость стали при большом содержании углерода свариваемость ухудшается. [c.17] С повышением содержания кремния уменьшается относительное удлинение и ударная вязкость при нормальной температуре имеются указания, что в условиях, вызываюш их ползучесть, кремний повышает пластичность стали. Значительные добавки кремния понижают ползучепрочность поэтому допускаемые напряжения для стали перлитного класса с повышенным содержанием кремния невелики. [c.18] Влияние алюминия. Алюминий энергично раскисляет сталь и поэтому широко применяется для этой цели. Он не образует карбидов и находится в стали либо в виде окисла AI2O3, либо растворенным в феррите. Окисел алюминия, обладая большой твердостью и тугоплавкостью и распределяясь в стали в виде тонкодисперсных включений, образует множество центров кристаллизации, способствуя этим мелкозернистости стали. Кроме того, тугоплавкие включения окисла алюминия препятствуют росту зерна стали поэтому присадкой алюминия можно регулировать величину зерна аустенита (величину природного зерна). [c.18] Если в стали в твердом растворе присутствует алюминий, то ввиду большого сродства его к кислороду он окисляется раньше, чем железо, давая плотную пленку жаростойких окислов, препятствующую распространению окисления вглубь металла. Однако для повышения жаростойкости котельной стали, работаюш,ей в тяжелых температурных условиях, алюминий обычно не применяется, так как он, находясь в твердом растворе, способствует выделению графита из цементита, что ухудшает механические свойства стали, в том числе и ползучепрочность. В углеродистых и молибденовых сталях содержание алюминия должно быть минимальным, менее 0,02При более высоком его содержании необходимы добавки хрома. Сталь, раскисленная алюминием, не подвержена старению по всей вероятности потому, что мельчайшие частицы окисла алюминия, распределенные в стали, механически препятствуют передвижению (диффузии) избыточных компонентов (углерода и других), стремящихся выделиться с течением времени из твердого раствора. [c.18] Влияние хрома. Хром может присутствовать в стали как в виде карбида (при достаточном количестве углерода), так и в виде твердого раствора в феррите, особенно при наличии в стали элементов, обладающих большим сродством к углероду. Хром повышает пределы прочности, текучести и ползучести и незначительно понижает относительное удлинение и ударную вязкость. [c.18] Хром очень широко применяется как легирующий элемент для придания стали стойкости против газовой и кислотной коррозии. Часто для этой цели он вводится в сталь вместе с алюминием или кремнием. [c.18] Пленка окислов хрома оказывает также сильное сопротивление разъедающему действию кислот. [c.19] Содержание в стали более 12% хрома делает ее нержавеющей, но стоимость стали при этом значительно повышается. В стали для деталей, работающих при температурах до 1200°, содержание хрома доводят до 30%. Сталь с содержанием хрома более 18 %1 очень хрупка и обладает относительно низким сопротивлением ползучести, поэтому целесообразна добавка к ней молибдена. [c.19] Вернуться к основной статье