Водород легированными сталями

Все приведенные в справочнике конструкционные легированные стали имеют меньшую или большую флокеночувствительность после горячей обработки давлением. В литом состоянии все стали обычно не имеют флокенов, поскольку в этом случае имеется достаточно большое количество усадочных пор — резервуаров, в которые может выделяться водород з молекулярном состоянии при превращении аустенита и не создавать таких больших давлений в них, которые могли бы способствовать образованию флокенов при определенных температуре и времени. [c.12]

Травитель (насыщенный водный раствор K4[Fe( N)e ]) . Реактив пригоден для выявления ликвации и включений как в нелегированных, так и в легированных сталях. Глазунов [14] рекомендует применять в качестве электролита проработанный или свежеприготовленный раствор ферроцианида калия для быстрого окисления его разбавляют 1—2 каплями пероксида водорода. Напряжение поддерживают равным 0,1 —1,0 В, в зависимости от протяженности ликвационной зоны и распределения выделений длительность взаимодействия составляет одну и более минут. [c.106]

Флокены — скопления или гнезда мельчайших трещин (фиг. 161, лс), видимых на срезах заготовок в виде белых хлопьев или пятен. Этот порок наблюдается чаще всего в легированных сталях. Склонность стали к образованию флокенов зависит от наличия в ней водорода. Поковки, изготовленные из металла, пораженного флокенами, растрескиваются, иногда с отделением частей металла. Этот вид брака обнаруживается при закалке, а также после снятия припуска при механической обработке или при поломке детали в эксплуатации. [c.386]

Водород повышает твёрдость стали, но сильно уменьшает её вязкость и предел прочности. Он способствует образованию флоке-нов, особенно в легированных сталях. Азот ухудшает механические свойства конструкционной стали и увеличивает её склонность к старению. Кислород способствует росту зерна, вызывает явление синеломкости (при / = 200—300° С), красноломкости (при t = = 850—950° С) и понижает ударное сопротивление, предел прочности и удлинение. [c.184]

Слитки для дисков, цельнокованых роторов и других ответственных деталей, изготовляемых из легированных сталей перлитного класса, выплавляют главным образом в кислых мартеновских печах. Это требование включается в технические условия. Кислая мартеновская сталь обладает более высоким качеством по сравнению с основной сталью того же состава [37]. Кислая мартеновская сталь имеет пониженное содержание неметаллических включений и значительно более равномерные показатели ударной вязкости по сечениям поковки. Основная сталь плохо выдерживает усадочные напряжения при затрудненной усадке. Она обладает более низкой пластичностью при температуре кристаллизации, а также содержит большее количество водорода. Для этих деталей допускается применение основной стали, полученной в электропечах с разливкой в вакууме. [c.427]

Основным материалом для электроплавки является стальной лом. Лом не должен быть сильно окисленным, так как наличие большого количества ржавчины вносит в сталь значительное количество водорода. В зависимости от химического состава лом необходимо рассортировать на соответствующие группы. Основное количество лома, предназначенное для плавки в электропечах, должно быть компактным и тяжеловесным. При малой насыпной массе лома вся порция для плавки не помещается в печь. Приходится прерывать процесс плавки и подгружать шихту. Это увеличивает продолжительность плавки, приводит к повышенному расходу электроэнергии, снижает производительность электропечей. В последнее время в электропечах используют металлизованные окатыши, полученные методом прямого восстановления. Достоинством этого вида сырья, содержащего 85— 93 % железа, является то, что оно не загрязнено медью и другими примесями. Окатыши целесообразно применять для выплавки высокопрочных конструкционных легированных сталей, электротехнических, шарикоподшипниковых сталей. [c.181]

Классификация по химическому составу предполагает разделение легированных сталей (в зависимости от вводимых элементов) на хромистые, марганцовистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и т. п. Согласно той же классификации стали подразделяют по общему количеству легирующих элементов в них на низколегированные (до 2,5% легирующих элементов), легированные (от 2,5 до 10%) и высоколегированные (более 10%). Разновидностью классификации по химическому составу является классификация по качеству. Качество стали — это комплекс свойств, обеспечиваемых металлургическим процессом, таких, как однородность химического состава, строения и свойств стали, ее технологичность. Эти свойства зависят от содержания газов (кислород, азот, водород) и вредных примесей — серы и фосфора. [c.155]

При легировании стали рением сильно снижается перенапряжение выделения водорода и коррозионная стойкость возрастает вследствие смещения потенциала стали в положительную сторону, в область пассивных значений. Рений является эффективной катодной добавкой, аналогичной палладию и платине. [c.159]

Глубина обезуглероживания при действии водорода и кинетика этого процесса зависят от состава стали, температуры и давления водорода. Кривые на рис. 1.9 характеризуют развитие процесса обезуглероживания углеродистой стали при разных температурах и давлениях. При легировании стали хромом (9% и более) стойкость стали к водородной коррозии возрастает.[11]. [c.30]

Рис. 10.35. Зависимость допустимой рабочей температуры в водороде от степени легирования стали [45] /—сварка или горячее гнутье 2—без сварки.

Рис. 11.9. Зависимость механических свойств легированных сталей (выражены в процентах к свойствам тех же сталей после длительного нагрева) от продолжительности воздействия водорода при температуре

Отечественная промышленность располагает большим ассортиментом легированных сталей, обладающих высокой жаропрочностью и жаростойкостью и хорошими технологическими свойствами (ГОСТ 5632—61). Выбирая сталь для изготовления аппаратуры, в которой протекают процессы дегидрирования органических соединений, при прочих равных условиях отдают предпочтение сплавам с меньшим содержанием никеля. Некоторые специалисты считают, что даже в сплаве никель может проявлять каталитическое действие — способствовать гидрированию и, следовательно, неблагоприятно влиять на процесс дегидрирования, т. е. отщепления водорода. [c.193]

Технологический процесс состоит из цикла контактирования и цикла регенерации, каждый из которых включает несколько стадий. В цикл контактирования входит испарение и перегрев бути-лен-бутадиеновой фракции и водяного пара контактирование конденсация и охлаждение контактного газа. Цикл регенерации состоит из следующих стадий продувка системы паром и инертным газом — азотом выжигание кокса, т. е. регенерация катализатора продувка системы инертным газом переключение аппаратуры на контактирование. Таким образом, легированные стали, из которых изготовлен реактор, а также сопряженные с ним газоходы, поочередно подвергаются действию нагретой газовой среды, содержащей то водород, то кислород, что, как показано дальше, неблагоприятно отражается на стойкости этих металлов. [c.204]

Азот, несмотря на то, что он является нейтральным газом и в нем не происходит ни окисления, ни обезуглероживания, применяется редко, так как обычно содержит влагу и следы кислорода, окисляющего сталь. Во избежание этого надо примешивать к азоту небольшие количества (1—2%) водорода, окиси углерода или метана. Такая среда является защитной атмосферой для средне- и высокоуглеродистых сталей, а также для легированных сталей при нагреве их до 900°. [c.188]

Рис. 3. Изменение механических свойств легированных сталей в зависимости от продолжительности воздействия водорода

Количество выделившегося из легированных сталей водорода при отпуске (см. табл. 3) является подтверждением сделанных выводов. Как видно из табл. 3, стойкие и нестойкие в водороде аустенитные стали поглощают одинаковое количество водорода. [c.47]

Для уточнения механизма воздействия водорода на легированные стали обеих групп с обратимым и необратимым снижением механических свойств было проведено микроскопическое изучение характера [c.47]

Рудно-кислые (условное обозначение Р). В состав этих покрытий входит руда, обычно железная или марганцевая. При расплавлении руды выделяется значительное количество кислорода. Металл шва при использовании рудно-кислых покрытий содержит кислорода и водорода больше, чем при использовании покрытий других типов, и поэтому склонен к старению , т. е. к значительному снижению вязкости и сопротивлению удару в процессе эксплуатации, особенно при знакопеременных нагрузках и при пони-л<енных температурах (хладноломкость). При сварке жестких узлов швы склонны к образованию трещин. Этот тип покрытий применяют для электродов, предназначенных для сварки малоуглеродистых сталей. Для сварки высокоуглеродистых, конструкционных и легированных сталей эти электроды применять нельзя. Электроды этого типа выделяют при сварке большое количество сварочного аэрозоля (дыма), в котором содержится много окислов марганца, вредных для здоровья. При сварке в помещении необходимо устройство хорошей обменной вентиляции. В последнее время электроды этого типа успешно заменяются рутиловыми электродами. [c.69]

Наличие в металле эндогенных шлаковых включений, служащих концентраторами напряжений, сильно влияет на физикомеханические свойства металла шва, в частности, на его пластичность и ударную вязкость. При сварке низкоуглеродистых низколегированных сталей ударная вязкость достаточно большая и влияние концентраторов напряжений мало, но при сварке средне-и высокоуглеродистых и легированных сталей, запас пластичности у которых мал, влияние таких концентраторов может привести к образованию холодных трещин или замедленному разрушению при высоком уровне напряжений и при наличии других охрупчи-вающих факторов (водород). [c.373]

Чувствительность к водородному охрупчиванию значительно зависит от качества стали. Поэтому часто наблюдается различная склонность к водородному охрупчиванию сталей, близких по химическому составу. Весьма важна форма неметаллических включений в стали, особенно сульфидов. При обычной выплавке стали сульфиды имеют пластинчатую форму, при дополнительной обработке синтетическим шлаком — округлую, эллипсообразную. Испытания трубной стали с одинаковым содержанием серы показали, что вредное влияние водорода на сталь с эллипсообразными сульфидами на 10—40 % ниже, чем на сталь с пластинчатыми сульфидами. Значительно повышается стойкость стали к водородному охрупчиванию в растворах сероводорода при ее легировании редкоземельными элементами вследствие их влияния на облегчение молизации водорода, что затрудняет абсорбцию водорода металлом. [c.23]

Отмечено, что увеличение содержания углерода в сталях, повышение их метастабильности термообработкой (обработка на мартенсит), а также легирование сталей злементами, ухудшающими подвижность углерода, способствует водородному охрупчиванию. В то же время возможно и водородное упрочнение металлов, обусловленное водородофазовым наклепом. Под последним понимается насыщение гидрообразующих металлов водородом с последующим фазовым превращением, что приводит к значительному повышению предела прочности. Водородное упрочнение проявляется при Использовании палладия, титана и некоторых других металлов [4]. [c.50]

Процесс цементации никеля ферромарганцем изучен в работе [213]. Цементацию никеля железным порошком, предварительно покрытым пленкой меди до содержания 0,1 - 1,0 %, предлагают вести под давлением 392,4 - 686,7 кПа, создаваемым водородом. Температуру растворов при этом рекомендуют поддерживать в пределах 60 - 100°С. Перспективным является способ переработки латеритовых руд с использованием процесса цементации никеля железом в пульпе (аналог процесса Мостовича) и извлечением металлической фазы из нее магнитной сепарацией [ 214 29, с. 324 - 351]. Извлечение никеля и кобальта производят цементацией железным порошком при повышенных температурах (135 - 150°С) в автоклавах с парциальным давлением водорода 4120,2 кПа. Избыток порошка 2,0 — 2,5-кратный. Процесс рекомендуют провбдить при pH < 5,0 с тем, чтобы не происходило образования гидратов окислов никеля, которые нельзя извлечь из пульпы при последующей магнитной сепарации. Суммарное извлечение никеля этим способом составляет не ниже 94 %. В случае, когда полученный ферроникель направляют в дальнейшем на производство легированных сталей, его пред варительно обжигают с целью снижения содержания серы от 1 до 0,02 % Если же целью переработки руды является получение окиси никеля или металлического никеля, то цементные осадки перерабатывают аммиач ным выщелачиванием. Остаток от выщелачивания, содержащий металли ческое железо, возвращают в процесс цементации. [c.72]

Силицирование. В результате диффузионного насыщения поверхности кремнием (силицирования) повышаются коррозионная стойкость, жаростойкость, твердость и износостойкость металлов и сплавов. При силицировании железа и стали на поверхности образуется а-фаза (твердый раствор кремния в а-железе). Иногда диффузионный слой состоит из двух фазовых слоев на поверхности образуется слой упорядоченной а -фазы (FesSi), а далее следует а-фаза. Качество силицированного слоя значительно снижается из-за возникновения пористости. Беспористые слои кремнистого феррита на стали 20 при 1100—1200 °С в течение 3—5 ч были получены в смеси моносилана SiH4 (6—1 о л/ч) с диссоциированным аммиаком, либо аргоном, либо азотом (15—20 л/ч), либо водородом (20—30 л/ч). Наибольший интерес представляет силицирование легированных сталей, так как Сг, А1 и Ti, попадая в сили-цированный слой, повышают его окалиностойкость. [c.128]

Сварка конструкций из высокопрочных легированных сталей типа АК. Содержание диффузионного водорода в наплавленном металле не более 1,8 mViOO г [c.116]

Высокая сопротивляемость сварных соединений низкоуглеродистых легированных сталей образованию трещин обеспечивается в случае, когда содержание диффузионного водорода в наплавленном металле не превышает 3,5. .. 4,0 мл/100 г. Более высокая концентрация водорода приводит к снижению сопротивляемости соединений образованию холодных трещин. Для предотвращения образования холодных трещин в этих сталях необходимы ограничения допускаемых скоростей охлаждения. Например, диапазон допускаемых скоростей охлаждения зоны термического влияния для сталей 14Х2ГМРБ и 12ГН2МФАЮ = 13. .. 18 °С/с, а для 12ХГН2МФБДАЮ Wen = 4. .. 6 °С/с. Для предотвращения [c.292]

Увеличение концентрации добавок до 0,5% не приводит к существенному уменьшению количества газов в исследуемой стали. В менее легированной стали Х15Н25С2 добавка 0,3% Mg снижает количество кислорода с 0,009 до 0,002%. Добавка 0,li% Li в сталь Х15Н25 уменьшила количество водорода с 0,00129 до 0,00064 %, в то время как содержание кислорода и азота не изменилось. [c.160]

Ни на одном из кусков ротора Аризоны не было найдено следов, указывающих на происхождение разрушения. Однако на многих кусках на поверхности излома были обнаружены участки диаметром —2Ъ—35 мм, которые отличались от остальнойчасти поверхности по цвету и макроструктуре (рис. 1). Исследования показали, что эти круглые участки существовали до наступления разрушения и, очевидно, представляли собой водородные флокены или трещины термического происхождения, которые могли возникнуть в процессе структурных превращений, сопровождающихся деформацией, и вследствие наличия растворенного водорода в толстых сечениях легированной стали. [c.76]

Еще 30 лет назад в литературе высказывалось мнение [52— 54], что лрн растворении водорода в железе и никеле образуются гидриды типа МеН. Однако попытки обнаружить гидриды металлов — эндотермических поглотителей водорода не дали положительных результатов [55]. Н. А. Галактионова [56] при рентгеноструктурном анализе легированной стали, обогащенной водородом путе.м ее продувки в жидком состоянии, не обнаружила никаких- следов новых пар линий, не принадлежащих решетке металла. Содержащиеся же в железе и стали в виде примесей или легирующих добавок гидридообразующие элементы (Ti, Zr, V, Nb) могут связывать диффундирующий в стали водород в химические соединения. [c.18]

Следует заключить, что не существует единого пути создания коррозионностойкого сплава, как не существует и металлического сплава, устойчивого в любых условиях. В зависимости от условий коррозии пути подбора и создания коррозионностойких сплавов будут весьма сильно видоизменяться. Легирование стали значительным количеством хрома (переход к хромистым сталям) является созершенным методом защиты в условиях работы сплава в пассивном состоянии (анодный контроль), но будет совершенно бесполезным при работе коя-струкдии в неокислительной кислоте (НС1, H2SO4), где протекает коррозия этих сталей с катодным контролем. Легирование титана большим количеством (до 32%) молибдена повышает устойчивость сплава в солянокислых растворах, но будет вредно, если в этих растворах присутствуют окислители и кислород наоборот, в этих средах более положительный эффект будет получен от модифицирования титана ничтожными присадками (0,2—0,5%) палладия. Может быть приведено большое число подобных примеров. Общей ориентировкой может служить такое правило. Изменение состава сплава следует производить в том направлении, чтобы в предполагаемых условиях эксплуатации достигалось дальнейшее повышение основного контролирующего фактора коррозии. Например, если основной металл в данных условиях не склонен к пассивации п корродирует в активном состоянии с выделением водорода, то следует изыскивать методы изменения состава и структуры поверхности сплава, вызывающие повышение катодного контроля, например повышение перенапряжения водорода, снижение поверхности активных катодов. Для условий, в которых возможна пассивация основы сплава, наибольший эффект будет получен от добавления в сплав присадок, повышающих пассивируемость основы или повышающих эффективность катодного процесса. [c.21]

Линзовые прокладки (см. рис. 3.25, а) — стальные прокладки со сферическими поверхностями (радиусом R см), контактирующие с коническими поверхностями фланцев с углом конуса около 70°, используют для герметизации соединений при высоких давлениях (до 100 МПа) и температурах (до 900 °С). Их изготовляют из нюкоуглеродистых и легированных сталей. Контактирующие поверхности линз и фланцев должны быть обработаны до шероховатости с Ra = 0,32 МКМ (i max = 2 мкм). Рекомендуется электролитическое покрытие линз цинком (10 — 20 мкм). Ориентировочно удельное линейное контактное. усилие для Dj, = 6... 45 мм составляет Ра = 3000 Н/см, для Dy = = 45...200 мм Ра 5000 Н/см [18]. Под действием давления среды линзовая прокладка деформируется, расклинивая стьш, при этом незначительно увеличивается рк и герметичность. Эффект самоуплотнения повышается с увеличением Dy и р. Усилия Ра для уплотнений в газовых средах рассчитывают по эмпирической формуле Ра = К ]/r, где К — 300 для водорода и гелия К = 200 для остальных газов. При высоком давлении среды р нагрузка на болты увеличивается (Рб— [c.139]

Кремний. Несмотря на исключительное расдространение на земле, в свободном состоянии не встречается. Выделение его в чистом виде представляет сложную техническую задачу. Чистый Кремний — крупнокристаллический порошок серого металлического цвета, хрупкий, твердый. Сверхчистый кремний (монокристаллический) является полупроводниковым материалом. Основное назначение кремния в машиностроении — является легирование стали и сплавов цветных металлов. Для этой цели применяется кремний кристаллический ГОСТ 2169-43, получаемый путем восстановительной плавки кварца или кварцита (табл. 37). Кремний кристаллический марки Кр-0 предназначается для изготовления высококачественных специальных сплавов марки Кр-1 — силуминов и других сплавов марки Кр-2 — для подшихтовки при выплавке алюминиевых и других сплавов, не требующих особой чистоты кремния марки Кр-3 — для химикотермических процессов восстановления, для получения водорода, для пиротехнических и других целей. В кремнии, предназначенном для алюминиевокремниевых сплавов, допускается повышенное содержание алюминия против приведенных форм. Кремний поставляется в кусках разнообразной формы размером не менее 20 мм. Содержание мелочи не должно пре-вшпать 10% партии по весу. [c.143]

Однако с течением времени продукты коррозии никеля вновь восстанавливаются водородом до металла. Коррозия подавляется, если над расплавом есть водород, и усиливается при его отсут-. ствии [55, 108]. Никель можно свободно применять до 590° С. При 650—815° С отмечена общая коррозия никеля и никелевомедных сплавов, которая в более холодных местах (при температурном перепаде около 50 град) приводит к осаждению никеля и засорениям [109, 110]. Но при этом не наблюдается ни межкристаллитной коррозии, ни заметного ухудшения прочности. Никель, однако, не всегда обладает необходимой для этих целей жаропрочностью [56]. На рис. 5.22 показана растворимость никеля в расплаве NaOH [57]. В никелевых сплавах (инконель), так же как и в легированных сталях, коррозия происходит по границам зерен (выделение металлических продуктов коррозии). Сплавы частично обнаруживают подповерхностную пористость. Сплавы, содержащие >70% никеля, более стойки. В никелевомолибденовых сплавах молибден растворяется избирательно [111]. [c.365]

Азотирование стали (азотизация) производится с целью повышения твердости поверхности изделия за счет насыщения азотом- и образования нитридов. Процесс состоит в нагревании изделий при 500—650° в закрытом сосуде, куда вводится под давлением аммиак (NH3). При этих температурах аммиак разлагается на азот и водород. Атомарный азот в момент выделения, соединяясь с железом и другими элементами стали, образует твердые нитриды (Fe4N, AIN и др.), диффундирующие в поверхностные слои изделия. Азотированный слой глубиной в 0,01—0,5 мм образуется медленно, в течение 5—35 час. Обычна азотируют только легированную сталь. Хром, ванадий, вольфрам и алюминий способствуют азотированию и получению более высокой твердости. [c.194]

Нами был изучен характер фосфатирования ряда конструкционных сталей обычного состава и с повышенным содержанием Сг, N1, Мо, и Мп. Фосфатирование осуществлялось в растворе железомарганцовых фосфатов (30 г/л) при 97—99 °С. При этом определяли продолжительность выделения водорода, структуру, цвет и защитные свойства фосфатной пленки. При одновременном содержании в стали N1 и Сг >1% и Мо 0,5% продолжительность выделения водорода увеличивается в 4—5 раз (с 8—10 до 30—40 мин). Структура пленки неравномерная. Цвет пленки серый с зеленоватым оттенком. Часто наблюдается образование мелкодисперсного черного налета вследствие сильного растравливания металла в фосфатирующем растворе. Защитные свойства пленок понижены. Высокое содержание марганца в стали (до 19%) не оказывает влияния на продолжительность плен-кообразованиА пленка имеет светло-коричневый оттенок. Нами также установлено, что при фосфатировании конструкционных сталей с повышенным содержанием легирующих элементов в присутствии нитрата цинка в растворе резко снижается продолжительность выделения водорода, а полученные фосфатные пленки по защитным свойствам превосходят пленки на обычной углеродистой стали. Следовательно, для легированных сталей более всего пригодно ускоренное фосфатирование, осуществляемое в растворах фосфатов, с нитратом цинка в качестве ускоряющей добавки. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...