ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменение структуры и свойств стали в эксплуатации при высоких температурах из "Металловедение " В процессе длительной эксплуатации при высоких температурах структура стали претерпевает изменения. При температурах 450—580° С пластинки перлита принимают сферическую форму или приближаются к ней. [c.206] Наибольшее влияние на скорость сфероидизации оказывает температура. [c.206] Сфероидизация значительно ускоряет ползучесть стали. На пределе прочности она сказывается меньше, снижая его на 10— 15%. Относительное сужение и относительное удлинение, характеризующие пластичность металла, повышаются. На ударной вязкости сфероидизация сказывается обычно мало. Однако в тех случаях, когда сфероиды образуются преимущественно по границам зерен, наблюдается значительное снижение ударной вязкости. [c.206] Сфероидизация часто перерастает в графитизацию. [c.206] Тепловая хрупкость наблюдается при работе некоторых перлитных сталей в интервале температур 400—500° С после длительной выдержки в этом интервале температур резко снижается ударная вязкость, определяемая при комнатной температуре. В результате этого детали плохо переносят ударные нагрузки при ремонте. С тепловой хрупкостью приходится особенно считаться в таких деталях, как болты и шпильки, имеющие острые надрезы и выточки, которые являются концентраторами напряжений и поэтому дополнительно снижают сопротивляемость ударным нагрузкам. [c.206] При возникновении тепловой хрупкости ударная вязкость при рабочих температурах остается на достаточно высоком уровне. Показатели пластичности металла при комнатной и рабочей температурах относительное поперечное сужение и относительное удлинение — не изменяются. [c.207] Развитие тепловой хрупкости ускоряется при работе деталей под напряжением. Пластическая деформация также ускоряет развитие процесса. Развитие тепловой хрупкости-зависит от ХИ мического состава стали, температуры и времени выдержки. Особенно склонны к тепловой хрупкости низколегированные хромоникелевые стали (0,5—1,0% Сг, 1—4% Ni), марганцевые (1—2% Мп) и медистые (более 0,4% Си). Эти стали не пригодны для работы в интервале температур тепловой хрупкости. Присадка молибдена задерживает развитие процесса, но не устраняет его полностью. [c.207] Тепловой хрупкости подвержены также высоколегированные стали аустенитного класса. [c.207] Наименее чувствительны к тепловой хрупкости хромомолибденовые и хромомолибденованадиевые стали. [c.207] Каустическая хрупкость — разрушение пластически деформированной перлитной стали под действием концентрированного раствора щелочи. Раньше, когда в паровых котлах широко применяли клепаные конструкции, это явление было причиной многих аварий. [c.207] Рассмотрим, как возникают условия, благоприятные для каустической хрупкости, в вальцовочном соединении. При некачественном выполнении вальцовочного соединения оно может оказаться не совсем плотным. При эксплуатации вода большой температуры под высоким давлением просачивается в зазор между трубой и стенкой барабана или камеры. В зазоре давление воды понижается постепенно до атмосферного, и она испаряется. Постепенно достигается высокая концентрация щелочи ввиду упаривания. [c.207] Концентрированный раствор щелочи вызывает коррозионное растрескивание по границам зерен. На рис. 102 показана трещина каустической хрупкости в экранной трубе парового котла высокого давления. Сталь, обладающая в исходном состоянии высокой пластичностью, разрушается хрупко. Излом имеет зернистую поверхность. [c.207] Основной метод борьбы с каустической хрупкостью в котлах заключается в добавлении к воде веществ, препятствующих развитию этого вида коррозии, например нитрата натрия и сернокислого натрия. [c.208] Изменение свойств металла в результате облучения вызывается столкновением нейтронов или осколков атомов с атомами металла, в результате чего образуются вакансии, дислокации и смещения. В металле вследствие захвата нейтронов ядрами атомов облучаемого металла и процесса деления атомов появляются новые атомы— примеси. Ввиду этих изменений структуры металла его пластичность и ударная вязкость резко снижаются, а предел текучести и твердость повышаются модуль упругости, модуль сдвига и коэффициент Пуассона остаются практически неизменными. [c.208] С повышением температуры изменение механических свойств в результате облучения сказывается в меньшей степени. По-видимому, с повышением температуры увеличивается подвижность дефектов кристаллической решетки, возникающих при облучении. [c.209] Облучение всегда вызывает повышение прочности и снижение яластич-ности, при этом предел текучести повышается в ходе облучения интенсивнее предела прочности (рис. 103). С увеличением потока влияние облучения постепенно ослабевает. [c.209] При величине потока в 10 — 10 ° нейтр1см достигается относительное насыщение дефектами, и дальнейшее усиление потока практически не сказывается на механических свойствах аустенитных сталей. [c.209] Вернуться к основной статье