Сплавы жаропрочность и предел текучест

Рис. 7.1. Жаропрочность и предел текучести титана 180 (Т1 Р55) и титанового сплава — А1 — V [14]

Тантал, окисление и растворение кислорода 457—459 Тефлон, свойства (табл.) 781 Титан, см. также Сплавы титана жаропрочность и предел текучести 425 коррозия [c.832]

При высокой температуре наблюдается значительное снижение основных показателей, характеризующих прочностные свойства металлов и сплавов. Временное сопротивление Og и предел текучести зависят от времени пребывания под нагрузкой и скорости нагружения, так как с повышением температуры металл из упругого состояния переходит в упругопластическое и под действием нагрузки непрерывно деформируется (ползучесть). Температура, при которой начинается ползучесть, у разных металлов различная для углеродистых сталей обыкновенного качества ползучесть наступает при температуре выше 375 °С, для низколегированных - при температуре выше 525 °С, для жаропрочных - при более высокой температуре. [c.38]

При отсутствии прямых испытаний по определению характеристик жаропрочности стали или сплава категории прочности ниже приведенной в табл. П1.4 Норм, их пределы длительной прочности определяют по значениям пределов длительной прочности марки стали или сплава категории прочности, указанной в табл. П1.4 Норм, и их временного сопротивления и пределов текучести. Искомое значение принимают минимальным из двух (величин), определяемых по формулам [c.413]

Коэффициенты запаса прочности при расчетах на статическую прочность можно классифицировать по роду металла — деформируемому (поковки, штамповки, прокат) или литому, а также исходя из температуры. Последняя определяет для каждой марки стали и сплава основные характеристики, к которым применяется коэффициент запаса. Так, например, для углеродистых сталей, начиная примерно с 350° С, необходимо принимать во внимание также ползучесть металла и относить коэффициенты запаса к длительным характеристикам, а не только к пределу текучести при рабочей температуре. Для теплоустойчивых и жаропрочных сталей перлитного класса (хромистых нержавеющих и аналогичных им) эта температура составляет примерно 430°С, а для аустенитных 480—520° С, в зависимости от марки стали. Это верхние пределы умеренных температур для данных классов деталей. [c.30]

Жаропрочные стали и сплавы в своем составе обязательно содержат никель, который обеспечивает существенное увеличение предела длительной коррозионной прочности при незначительном увеличении предела текучести и временного сопротивления, и марганец. Они могут дополнительно легироваться молибденом, вольфрамом, ниобием, титаном, бором, иодом и др. Так, микролегирование бором, а также редкоземельными и некоторыми шел очно-земельными металлами повышает такие характеристики, как число оборотов при кручении, пластичность и вязкость при высоких температурах. Механизм этого воздействия при микролегировании основан на рафинировании границ зерна и повышении межкристаллитной прочности. Химический состав и структура этих сталей весьма разнообразны. [c.175]

Высокая жаропрочность (пределы текучести, кратковременной и длительной прочности, выносливости, сопротивление ползучести и т. д. ), сохраняющаяся, в отличие от обычных сплавов, разупрочняющихся вследствие коагуляции частиц, почти до температуры плавления Те)- [c.171]

Жаропрочность сталей (сплавов) и сварных швов зависит от их химического состава и структуры. Так, например, обычные углеродистые конструкционные стали под действием напряжений ниже предела текучести могут бесконечно длительное время не разрушаться при обычной температуре, а при высоких температурах под действием даже несколько меньших напряжений (ниже предела текучести при данной высокой температуре) постепенно деформируются и затем разрушаются. Такое явление называется ползучестью металла. Элементами, повышающими сопротивление ползучести стали (ее жаропрочность), являются молибден, вольфрам, хром, марганец. Находясь в твердом растворе стали, эти элементы упрочняют ее (повышают силу межатомной связи в кристаллической решетке при высоких температурах), повышая тем самым сопротивление ползучести. Присутствие в стали равномерно распределенных карбидов также повышает ее жаропрочность. [c.93]

Анализ изменения механических свойств кованых и катаных заготовок из жаропрочного сплава в зависимости от величины общей деформации позволяет прежде всего установить, что на образцах с продольным направлением волокна при повышении общей деформации все показатели механических свойств закономерно повышаются, за исключением ударной вязкости. При переходе от малых деформаций к более высоким в соответствии с изменением макроструктуры предел прочности повышается в среднем на 7% предел текучести на 17% относительное удлинение на 14% и относительное сужение площади поперечного сечения на 30%. Сопоставление значений ударной вязкости при различных общих деформациях показывает, что они изменяются в сторону увеличения на 40% по сравнению с наименьшими значениями. Однако это изменение происходит не в соответствии с повышением общей деформации. Такую закономерность изменения ударной вязкости у образцов с продольным расположением волокон можно объяснить недостаточной стабильностью металлургических условий получения высоколегированного сплава, что обусловливает некоторую индивидуальность механических свойств слитков отдельных пла- [c.98]

При повышенных температурах для углеродистой стали (приблизительно 300— 350° С) наблюдается снижение предела текучести, и поэтому эта величина уже не может служить критерием прочности материала. Таким образом, принято считать, что указанная температура является пределом, при котором возможно применять углеродистые стали для легированных сталей этот верхний предел не превышает 400—500 С, поэтому для работы при более высоких температурах необходимо применение специальных жаропрочных и жаростойких сталей и специальных сплавов. [c.80]

Способность материала сопротивляться пластической деформации и разрушению при высоких температурах называется жаропрочностью. При температурах, близких к началу рекристаллизации, приложение нагрузки, даже меньшей предела текучести, приводит к медленной пластической деформации, металл как бы ползет . Это явление называется ползучестью или крипом. Учитывая, что развитие высокотемпературной ползучести совпадает с началом рекристаллизации, роста жаропрочности сплава может быть достигнут при повышении температуры его рекристаллизации. [c.215]

Сплавы на основе системы А1—Си. Эти сплавы содержат до 6 % Си, упрочнены термической обработкой и характеризуются хорошими механическими свойствами, особенно большим пределом текучести (по сравнению с другими литейными алюминиевыми сплавами). Они также обладают повышенной жаропрочностью, хорошо обраба- [c.23]

В табл. 3.14 и 3.15 приведены примеры влияния длительного старения на предел текучести и длительную прочность ряда жаропрочных сплавов. [c.252]

Жаропрочный никелевый сплав ЭИ-698 имеет два типа размера упрочняющей У-фазы, равномерно распределенной в твердом растворе. Испытания гладких образцов на растяжение, вырезанных из двух дисков и дефлектора, показали, что сплав имеет предел прочности и текучести 1250-1350 и 750-850 МПа соответственно. [c.553]

Определение свойств металлов и сплавов при повышенных температурах обусловлено широким применением высоких температур в различных отраслях техники. Поэтому в технические условия на металлы и сплавы, предназначенные для работы при повышенных температурах (жаропрочные металлы и сплавы), все чаще включают такие механические характеристики, как пределы прочности, текучести, выносливости при повышенных температурах, а также пределы ползучести и длительной прочности. В последнее время все большее распространение получает определение горячей твердости. Особенно важное значение имеют определение пределов ползучести и длительной прочности. [c.21]

В число характеристик свойств жаропрочных сплавов, регламентируемых техническими условиями, как правило, включают лишь минимальные значения пределов прочности, текучести, удлинения, сужения при комнатной и повышенной температуре, ударной вязкости, времени до разрушения при заданных температуре и напряжении, а также пределы изменения твердости. Если значения характеристик механических свойств при скорости растяжения 0,03-0,05 мм/мм в минуту и длительной прочности при максимально допустимой температуре применения металла удовлетворяют требованиям технических условий, то обычно предполагают, что значения всех остальных свойств сплава попадают в полосу разброса, определенную при исследовании его свойств. Однако в ряде случаев это может не иметь места. [c.537]

Сопоставление формул (5.24) и (5.26) свидетельствует о том, что для V = 0,3 коэффициенты пропорциональности в них совпадают применительно к сплавам с низким пределом текучести и средним уровнем действующего напряжения. Для жаропрочных сплавов, имеющих высокий предел текучести, при комнатной температуре реализуются условия, аналогичные разрушению других сплавов с низким пределом текучести, и поведение материалов кинетически оказывается эквивалентным. [c.240]

Изменение характера упрочнения двухфазных сплавов в сравнении с ниобием и однофазными сплавами определяется, как известно, барьерным действием дисперсных фаз, в данном случае карбидов, на движение дислокаций [216]. Интенсивное деформационное упрочнение карбидсодержащих сплавов позволяет повысить предел прочности и предел текучести ниобия при легировании его металлами IV А группы и углеродом до 100—110 кгс/мм и 90 кгс/мм соответственно при степени деформации порядка 80% [85]. Такое интенсивное деформационное упрочнение имеет немаловажную роль в проблеме повышения жаропрочности сплавов ниобия. Как будет показано позже, температура рекристаллизации сплавов с высоким содержанием карбидов значительно выше рабочих тем- [c.203]

Поскольку в начале этого раздела бьыо показано, что в квази-бинарных системах Nb—ZrN и Nb —HfN существуют две группы перспективных с точки зрения жаропрочности сплавов дисперси-онно-твердеющие и эвтектические, рассмотрим данные работы [144], касающиеся механических свойств эвтектического сплава Nb — (10—12) мол.% ZrN. Как показали результаты исследовании [144], предел прочности и предел текучести сплава мало изменяются до температуры 900°С, сохраняя сравнительно невысокие значения. При температурах, превышающих 1100 С, прочность сплава сравнима с прочностью лучших среднелегированных сплавов ниобия, а так как рассматриваемый сплав имеет низкую плотность (у = 8,5% г/см ), то по удельной прочности при этих температурах он имеет преиму- [c.240]

Средние значения предела прочности и предела текучести при кратковременном растяжении при повышенных температурах при сравнительно хорошей пластичности наблюдаются у алюминиевых сплавов типа дуралюмин, например у Д1, Д16, ВД17, М40, Д19, ВАД-1, АК4-1, АК8, а также у сплавов типа Д20. Среди этой группы сплавов наиболее высокие значения прочностных свойств при температурах выше 150° С отмечаются у жаропрочных алюминиевых сплавов АК4-1, Д16, Д19, ВД17, М40, Д20, Д21. [c.439]

Сравнительная сложность уравнения (67) и наличие взаимных, в ряде случаев еще недостаточно исследованных связей между некоторыми величинами, входящими в него, не позволяют пока использовать формулу (67) для непосредственного расчета сил Рг+. Вместе с тем достоинством этой формулы является то, что она учитывает не ТОЛ1КО разупрочнение материала, возникающее при нагревании заготовки плазменной дугой, но также и термические напряжения, влияющие на состояние обрабатываемого материала и оказывающие воздействие на процесс стружкообразования, а значит, и на силы В связи с этим анализ формулы (67) позволяет определить направление влияния на того или иного фактора и таким образом выяснить целесообразные пути наладки процесса ПМО в различных случаях. Из формулы (68) следует, что нагрев при ПМО необходимо проводить по-разному для различных групп металлов. Разделим условно все металлы, подвергающиеся обра- ботке с нагревом плазменной дугой, на три группы. Первая из них включает материалы, предел текучести которых ав(0) существенно снижается уже при нагреве до 200...300°С. К этой группе можно отнести стали 22К, 12Х18Н9Т и аналогичные им, а также титановый сплав ВТЗ-1. Вторая группа включает большинство углеродистых и легированных сталей, интенсивное разупрочнение которых начинается с температур порядка 300...400°С. Наконец, третью группу составляют жаропрочные материалы, предел текучести которых 08(0) незначительно меняется до температур 600...700°С. Как уже отмечалось, начало появления пластических деформаций в заготовке зависит от предела текучести обрабатываемого материала при данной температуре. Поэтому для создания временных термических напряжений в материалах третьей группы потребуются более высокие температуры нагрева, чем для материалов первой и второй групп. Жаропрочные сплавы следует обрабатывать в условиях высокотемпературного плазменного нагрева, что подтверждается работами, выполненными в Грузинском политехническом институте, ИЭС им. Е. О. Патона, ЦНИИТМАШе. Исследователи получили яаилучшие результаты при точении заготовок из жаропрочных материалов, нагретых к моменту подхода в зону резания до 700... 900°С. Для достижения столь высоких температур предварительного подогрева применяли два плазмотрона, а также нагрев осциллирующей дугой, что обеспечивало необходимое накопление теплоты в срезаемом слое металла. Значительный разогрев металла вызы- [c.82]

Для некоторых металлов (например алюминия, титана, монокристаллов молибдена и вольфрама) в процессе возврата и поли-гопизации происходит заметное понижение прочности и повышение пластичности. Однако их жаропрочные свойства при этом повышаются. У меди, никеля и их сплавов на определенной стадии поли-гонизации твердость, пределы текучести, упругости и выносливости, а также пластичность повышаются. Одновременно сиижаючся неупругие эффекты. Упрочнение происходит в результате закрепления подвижных дислокаций атомами примесей в дислокационных стенках, возникающих при полигонизации, ( ,е([)ормировациого металла. [c.54]

В работе [23а] исследовано влияние содержания легирующих элементов на жаропрочные свойства сплавов системы Мо—Ti (сплав (1 1,76% Ti —0,42%С сплав II 4,2% Ti —0,95%С). Увеличение содержания легирующих элементов, сопровождающееся ростом количества упрочняющей фазы, приводит к повышению прочности сплавов. Так, значение предела прочности и текучести сплава II на 15—207о выше, чем сплава I, при температуре до 1000°С. Относительное сужение, характеризующее наибольшую пластичность металла при разрыве, напротив, выше у сплава I (рис. 3.18). Повышение температуры испытания приводит, во-первых, к снижению прочностных и росту пластических характеристик сплавов и, во-вторых, к нивелировке различия прочности сплавов с разным содержанием легирующих элементов —при температуре испытания 1400°С пределы прочности и текучести обоих сплавов практически одинаковы. Это, по-видимому, связано с термической нестабильностью сплавов в деформированном состоянии. Для проверки этого предположения были проведены испытания механических свойств сплавов в термически более стабильном литом состоянии с дополнительной [c.67]

Лопатки последней ступени могут быть изготовлены из сплавов на титановой основе. В числе широко применяемых сплавов на основе титана можно назвать сталь ВТ-5. Сплав ВТ-5 достаточно пластичен и хорошо сваривается, плотность этого сплава равна 4,5 г/см . Предел текучести при 20" С по своей величине не уступает пределу текучести сталей 1X11МФ и 1Х12ВНМФ. Однако следует учитывать, чтО сплавы на титановой основе ползут даже при комнатной температуре при расчетах на прочность следует принимать во внимание в первую очередь величину предела длительной прочности и предела ползучести, а не только предел текучести. Кованые прутки поставляются диаметром до 250 мм, по АМТУ 534—67 с оо,2 = 65ч-85 кгс/мм , 65=10%, ф = 25%, 6 н З кгс-м/см . Сплав применяют без упрочняющей термической обработки. Он обладает умеренной жаропрочностью [24, 117]. Существуют и другие хорошо освоенные марки титановых сплавов. [c.116]

Интерметаллиды характеризуются высокими жаропрочными свойствами. Это связано с тем, что, как уже отмечалось, независимо от способа получения интерметаллида для ряда структур предел текучести с ростом температуры не уменьшается, как в случае традиционных сплавов, а увеличивается. Такая аномальная зависимость обусловлена механизмом диссипации энергии, контролируемым движением сверхдислокаций. Этот эффект обнаружен при деформации алюминидов типа №зА1, TiAl, Т1зА1 и др. [c.255]

В случае использования широко известного жаропрочного сплава ЭИ437Б (типа нимоннк) предел текучести металла шва при 700° С достигает почти 80 кПмм , если он был только состарен, и не превышает в условиях данного опыта 63 кГ/мм , если старению предшествовала аустенитизация. Разумеется, и в том, и в другом случае более высокой прочности соответствует и более низкая пластичность металла шва. [c.259]

Высокопрочными считают литейные алюминиевые сплавы с преде-эм текучести при растяжении Oq 2 > 300...350 МПа и пределом прочно-ги Од > 400 МПа при комнатной температуре. К жаропрочным относят тлавы, способные работать до температур 250...300°С и имеющие пре-гл длительной прочности Оюо при 300 °С не менее 45 МПа. У силуми-ов такой уровень механических свойств получить трудно. [c.319]

Физические и механические свойства переходных металлов. Энергия межатомных связей, определяющая в конечном итоге технические показатели высокой прочности и жаропрочности тугоплавких металлов и сплавов на их основе кратковременную аь и длительную 01ООЧ прочность, предел текучести Стт или Сто,а. а равно и характеристики пластичности и вязкости — относительное удлинение б, сужение ij), ударную вязкость а , скорость ползучести е и т. д.,— может быть характеризована основными термодинамическими свойствами этих металлов [70]. [c.40]

Имеется несколько областей амплитуд колебаний, в которых логарифмический декремент колебаний ведет себя по-разному при изменении амплитуды. При малых колебаниях логарифмический декремент не зависит от амплитуды колебаний. Эта область в физике металлов называется областью амплитудно-независимого внутреннего трения. Для химически чистых металлов, в частности для монокристаллов, эта область охватывает амплитуды относительной деформации от О до 10" . Для технических сплавов эта область шире, и для сталей она простирается почти вплоть до амплитуд напряжений, близких к пределу текучести или усталости, что соответствует амплитудам деформаций е — 10 - -- 10" . Для н езакаленных углеродистых и малолегированных сталей область амплитудно-независимого трения уже, для закаленных легированных сталей — шире. Для жаропрочных сплавов, в частности сплавов титана, область амплитудно-независимого трения охватывает амплитуды деформаций вплоть до е = 5-10" . В области, где декремент не зависит от амплитуды, не зависят от амплитуды и прочие характеристики затухания — постоянная времени демпфирования и коэффициенты внутренней вязкости. Типовой график амплитудной зависимости декремента от амплитуды колебаний представлен на рис. 4, а. [c.21]

Так, например, недав1нее исследование проф. С. Т. Кишкина, проведенное на жаропрочном сплаве ЭИ437, показало, что при достаточно высоком напряжении ( значительно выше предела текучести) сплав имеет большую ползучесть при комнатной температуре (фиг. 176). Сплав испытывался в закаленном состоянии и перед испытанием предварительно был пластически деформирован при кратковременном растяжении до сужения поперечного сечения образна в 13%. За 1300 час. под нагрузкой, отвечающей в первый момент истинному напряжению 98,3 кг мм , сужение образца увеличилось с 13 до 23,5%. С помощью металлографического анализа С. Т. Кишкин также установил, что в процессе ползучести по границам зерен возникали трещины и что наряду с межкристаллической деформацией имелась и сдвиговая деформация, [c.204]

Сплавы цветных металлов с добавкой ниобия применяют для изготовления деталей реактивных двигателей, ракет, газовых турбин и в ряде других областей техники высоких температур. Присадка в сплавы ниобия повышает их предел текучести, жаропрочность, жаростойкость, сопротивлечне ползучести. [c.403]

Из перечисленных выше новых конструкционных металлов и сплавов наибольшее распространение в химическом машиностроении нащел титан. Титан обладает исключительно высокими прочностными показателями, жаростойкостью и жаропрочностью, малым удельным весом, высокой сопротивляемостью к эрозии и к усталостным напряжениям, отсутствием склонности к межкристаллитной коррозии, благоприятными технологическими свойствами и по своей коррозионной стойкости превосходит в ряде случаев высоколегированные кислотостойкие стали. Ниже приводятся основные физикомеханические свойства технически чистого титана марки ВТ1 (0,3% Fe 0,15% Si 0,05% С 0,15% Ог 0,015% Hj 0,04% N2 остальное Ti). Уд. вес 4,5 з/сж температура плавления 1725° С коэффициент линейного расширения (в интервале О—100° С) 8,2 10 теплопроводность 0,039кал см-сек-град, электропроводность по сравнению с электропроводностью меди, принятой за 100, 3,1 предел прочности 45—60 ке1мм предел текучести 25—50 кг/мм относительное удлинение — не менее 25%, относительное сужение не менее 50% твердость по Бринелю 160—200 модуль упругости 10 500—11 ООО кг/мм . [c.247]

Существенно различное влияние частоты при циклическом нагружении в условиях напряжений <Га, больших и меньших предела упругости <Гу, связано с тем, что при <г > <Гу долговечность определяется преимущественно размахом кратковременной пластической деформации АСпл, на который время нагружения влияет значительно слабее, чем на размах деформации ползучести, обусловливающий ширину петли гистерезиса при о а < <Гу. В связи с этим при одних и тех же значениях Ле изменение периода цикла приводит к существенно разным результатам для материалов с высокими и низкими значениями пределов текучести (например, жаропрочные сплавы на никелевой основе с О а, > 750 МПа и аустенитные стали с <Год 200 МПа). [c.186]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...