Сплавы для работы при низких температурах

СПЛАВЫ ДЛЯ РАБОТЫ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.404]

МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ДЛЯ РАБОТЫ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.379]

Алюминиевые сплавы имеют низкую плотность, коррозионную стойкость и высокий уровень механических свойств, благодаря чему они находят широкое применение. Способность алюминия и его сплавов сохранять пластичность вплоть до криогенных температур послужили основой для их широкого использования при изготовлении низкотемпературного оборудования. Применимость алюминиевых сплавов для работы при низких температурах обусловлена кристаллической структурой алюминия. Он кристаллизуется в решетке гранецентрированного куба и не имеет полиморфных превращений. [c.270]

Таким образом, стали и сплавы, предназначаемые для работы при низких температурах, делят на металлические материалы для работы при низких климатических температурах (до —60°С) так называемые стали северного исполнения и эксплуатируемые при температурах от комнатной до температуры ниже —80°С почти вплоть до абсолютного нуля (4,2 К — темпера- [c.498]

Приведены результаты исследований влияния низких температур да изменение основных физических и механических хар теристик ста ли и сплавов. Описана методика н указана аппаратура для испытаний механических свойств. Дан анализ характера разрушения различных материалов при низких температурах. Рассмотрено изме-нение вязкости разрушения различных материалов в зависимости от температурных условий. Изучены особенности сварки и пайки материалов, предназначенных для работы при низких температурах. Приведены рациональные температурные уровни использования различных материалов. [c.14]

При использовании таких деталей часто необходима высокая вязкость в надрезе, т. е. способность к пластической деформации в присутствии концентратора напряжений. Поэтому были проведены исследования чувствительности к надрезу образцов из отливок различных алюминиевых сплавов в разных состояниях термообработки, при этом отливки были изготовлены несколькими методами. Эти данные должны помочь в правильном выборе материалов для работы при низких температурах они позволяют определить оптимальный состав сплава и метод изготовления отливок для обеспечения вязкости при низких температурах. [c.191]

Исследование вязкости разрушения и прочности сплавов системы Fe—Ni—AI, предназначенных для работы при низких температурах, позволило сделать следующие выводы [c.259]

Хорошо известно, что многие материалы становятся хрупкими при низких температурах. В последние десятилетия проведены многочисленные работы по определению температур перехода в хрупкое состояние различных металлов и сплавов, предназначенных для работы при низких температурах. Однако для переработки лома низкие температуры используют лишь в последние несколько лет. Исследования (от лабораторных до опытно-промышленных) показали, что сверхнизкие температуры могут найти разнообразное применение при обработке лома как черных, так и цветных металлов. Как правило, обработка лома при низкой температуре позволяет получать конечные продукты в более чистом и более дисперсном виде по сравнению с традиционными методами. Дополнительным пре- [c.358]

Основным требованием к материалам, предназначенным для работы при низких температурах, является сохранение пластических свойств и отсутствие хладноломкости. К числу материалов, плохо реагирующих на понижение температуры (возникает хладноломкость), относятся фосфористые сплавы железа. [c.288]

Для оборудования, подверженного ударным или пульсирующим нагрузкам и предназначенного для работы при низких температурах, следует применять металлы и сплавы с ударной вязкостью K U >30 Дж/см . Для деталей, имеющих концентраторы напряжений (болтов, шпилек), рекомендуются материалы, у которых при рабочей температуре ударная вязкость КСи > 40 Дж/см . [c.38]

Перспективным для работы при низких температурах является также сплав, содержащий 0,36% С 17—19% N1 7—9,5 Со 6-5,1% Мо 0,3-0,5% Тц 0,05—0,15% А1 не более 0,12% 51 не более 0,12% Мп. При комнатной температуре предел текучести сплава достигает 1570—1960 МПа. После закалки с 1090 К и старения при 750 К ударная вязкость составляла при 293, 255, 200, 120 и 77 К соответственно 323, 323, 284, 270 и 270 кДж/м . [c.29]

В работе [159] изучены возможности применения некоторых серийных сплавов титана в криогенной технике определены в интервале температур от +20 до —253°С механические свойства а-сплавов (0Т4-1, АТ2, ВТЛ) и (а+р)-сплавов (ВТЗ-1, ВТИ). Сплавы типа 0Т4 перспективны для работ при низких температурах, если содержание легирующих элементов в них находится на нижнем пределе, так как повыщение алюминия и марганца в сплаве вызывает резкое падение ударной вязкости при пониженных температурах. [c.115]

Модифицирование машины для работы в. различных климатических условиях. сводится преимущественно к замене материалов. В машинах, работающих в жарком и влажном климате (машины тропического исполнения), применяют коррозионно-стойкие сплавы, в машинах, эксплуатируемых в областях с суровым климатом (машины арктического исполнения), — хладостойкие материалы системы смазки приспосабливают к работе при низких температурах. [c.49]

Низкие температуры (искусственный холод) широко применяют в промышленности, ракетной и космической технике, в быту. Температуры ниже точки кипения кислорода (—183 °С) называют криогенными. Для работы при этих температурах необходимы специальные криогенные стали и сплавы. [c.299]

По назначению пружинные стали можно разделить на стали общего назначения, предназначенные для изготовления изделий, обладающих высоким сопротивлением малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкостью, при достаточной пластичности и вязкости, а для пружин, работающих при циклических нагрузках, и высоким сопротивлением усталости Рабочая температура таких пружин обычно не превышает J00—120 °С Стали специального назначения, предназначенные для изготовления изделий, к которым кроме необходимого высокого комплекса механических свойств (предел упругости, сопротивление релаксации напряжений, пластичность и др ), предъявляют требования по обеспе чению специальных физико химических свойств (коррозионной стойкости, немагнитности, теплостойкости и др ) Температуры эксплуатации таких пружин находятся в интервале 200—400 °С и выше В некоторых случаях необходимы пружины для работы при отрицательных температурах Имеются высоколегированные пружинные сплавы с заданными коэффициентами линейного расширения, независимым от температуры модулем упругости (в определенном температурном интервале), с высоким или низким модулем упругости и др [c.203]

С момента появления первых термометров сопротивления и работы Каллендара по платиновым термометрам термометрия по сопротивлению претерпела существенные изменения. Наряду с классическими платиновыми термометрами сопротивления, применяемыми для измерений с большой точностью и во все возрастающем диапазоне температур, в настоящее время в промышленном масштабе используются проволочные элементы из платины, меди или никеля, а также печатные толстопленочные платиновые элементы. В диапазоне комнатных температур хорошо зарекомендовали себя точные и недорогие термисторы. В научных исследованиях при низких температурах используются термометры сопротивления с чувствительными элементами из сплава родия с железом, германия, углерода и стекло-углерода. Во многих случаях промышленных применений термометры сопротивления как основной инструмент контроля процесса вытесняют термопары. При температурах ниже 700 °С большинство промышленных термометров сопротивления сейчас более компактны и надежны, чем термопары. Кроме того, все более широкое применение микропроцессоров в составе приборов позволяет быстрее и эффективнее, чем было возможно прежде, использовать информацию, содержащуюся в сигнале от термометра. [c.186]

Методы испытания на основе механики разрушения использованы для оценки вязкости разрушения и скорости роста трещины усталости материалов для сосудов под давлением в космической технике, емкостей для жидкого природного газа и материалов для сверхпроводящих электрических машин. Имеется несколько обзоров по вязкости разрушения при низких температурах в работе [49] приведены данные по Ki материалов авиакосмической техники в интервале температур 20—300 К, в обзоре [50] — характеристики высокопрочных сплавов, в работе [51] — свойства криогенных никелевых сталей. Данные по скорости роста трещины усталости при 4 К содержатся в обзоре [52]. Скорость роста трещины различных материалов при охлаждении уменьшается, за исключением сталей при температурах ниже температуры хладноломкости. Свойства [c.24]

С целью обеспечения требуемых прочности и вязкости деталей аппаратуры, используемой при работе со сжиженным природным газом, разработаны сложные многоступенчатые режимы термической обработки имеющихся сталей, а также новые сплавы. Для оценки вязкости разрушения используются все более сложные и точные методики, базирующиеся в первую очередь на механике разрушения. Цель данной работы — исследование новых материалов для их эксплуатации при низких температурах. [c.46]

Каждый из трех изученных материалов может использоваться для работы в условиях одноосного и двухосного напряженных состояний при низких температурах. По совокупности свойств (см. таблицу) их можно расположить в такой последовательности Ti—5А1—2,5Sn (отожженный) алюминиевый сплав 2219-Т81 нержавеющая сталь 310 (холоднокатаная, 0в = 1225 МПа). [c.68]

Испытания на вязкость разрушения при низких температурах не проводили, но результаты испытаний надрезанных образцов при растяжении и на раздир позволяют предположить, что значения Ки и Кс очень высоки при низких температурах. Например, удельная энергия распространения трещины в продольном направлении для плит из сплава 7005, по данным работы [10], при 77 К составляет [c.173]

Способность алюминия и его сплавов сохранять пластичность вплоть до криогенных температур послужила основой для их широкого использования при изготовлении низкотемпературного оборудования. Применимость алюминиевых сплавов для работы при низких температурах обусловлена кристаллической структурой алюминия. Он кристаллизуется в решетке гранецен-трированного куба и не имеет полиморфных превращений. [c.619]

Возможность улучшения пластичности NijAl путем микролегирования в сочетании с добавками марганца, гафния или железа обеспечивает прорыв в области разработки новых сплавов на основе этой системы. Усовершенствованные сплавы на основе твердого раствора с добавками гафния и железа имеют очень высокую прочность по сравнению с исходными промышленными сплавами (рис. 19.2), и при этом их плотность примерно на 10 % ниже [4]. Для сплавов, предназначенных для работы при низких температурах, возможно дальнейшее повышение характеристик за счет холодной деформации. Существуют также возможности для дисперсионного упрочнения NijAl или его использования в качестве матрицы для механически скомпонованного композиционного материала. [c.293]

В качестве модификаторов применяют небольшие добавки сплавов на основе редкоземельных (РЗМ) и щ елочноземельных (ЩЗМ) металлов. Их важным Свойством является высокое химическое сродство к растворенным в стали примесям серы, кислорода, азота и водорода. Модифицирование является одним из универсальных и эффективных способов повышения качества стали, особенно применяемой для работы при низких температурах. При минимальных затратах модифицирование позволяет измельчить микро- и макроструктуру, уменьшить развитие химической, физической и структурной неоднородности, снизить содержание газов, благоприятно изменить природу и форму неметаллических включений, повысить комплекс технологических и эксплуатационных свойств. [c.375]

Кроме широко распространенных сталей и сплавов, в про.мыш-ленности применяют также (в небольшом количестве) и другие стали и сплавы, например стали высокопрочные мартепситно-стареющ е, немагнитные, графитизированные, высокомарганцовистую износостойкую сталь, стали и сплавы для работы при низких (ниже —80 °С) температурах, сплавы с особыми тепловыми и упругими свойствами, сплавы атомной энергетики и др. [c.96]

Сплав АТ2-2 (яа основе а-раствора Ti — Zr — Мо) перспективен для работы при низких температурах, так как легирование цирконием и молибденом не приводит к искажению кристаллической решетки а-титана. Авторы [159] рекомендуют а-сплавы 0Т4-1 и особенно АТ2-2 для использования в криогенной технике. В работе [160] сообщалось об использовании в ракетах и искусственных спутниках титановых резервуаров для криогенных жидкостей. Эти сосуды отличались коррозионной стойкостью и высокой прочностью против внешних механических воздействий. При осуществлении программы Apollo из сплава Ti — 5 Al — 2,5 Sn были изготовлены сферические контейнеры для хранения жидкого водорода (диаметром 720 мм), азота (диаметром 150 мм) и гелия (диаметром 690 мм) [1611]. [c.115]

Применение изделий из ZrO - Анионный характер проводимости твердых растворов 2гОг позволяет использовать его в качестве твердых электролитов для работы при высоких температурах. Одна из областей применения — это топливные элементы, в которых температура развивается до 1000—1200°С. Керамика из ZrOg служит токосъемным элементом в таких высокотемпературных химических источниках тока. Твердые электролиты из ZrO используются и в других источниках тока, в частности он перспективен для применения в МГД-генераторах. В стране разработаны я применяются высокотемпературные нагреватели из ZrOg для разогрева в печах до 2200"С. На воздухе изделия из диоксида циркония применяют при высокотемпературных плавках ряда металлов и сплавов. Практически полное отсутствие смачиваемости ZrO сталью и низкая теплопроводность привели к успешному использованию его для футеровки сталеразливочных ковшей и различных огнеупорных деталей в процессе непрерывной разливки стали. В некоторых случаях диоксид циркония применяют для нанесения защитных обмазок на корундовый или высокоглиноземистый огнеупор. Диоксид циркония широко используют с целью изготовления тиглей для плавки платины, титана, родия, [c.127]

Установленные в настоящее время пределы максимально допустимого содержания водорода не являются абсолютными. В том случае, когда титановые сплавы должны работать прп низких температурах, содержание в них водорода долж1ю быть пнже указанных. Для крупнозернистого материала допуски на максимальное содержание водорода в титане должны быть значительно ниже, чем для мелкозернистого материала. При применении титана и его сплавов в сварных соединениях уровень максимально допустимых содержаний водорода следует устанавливать по результатам нспытаний на замедленное хрупкое разрушение сварных образцов, так как ноле напряжений в шве и околошовной зоне способствует направленному перемещению атомов водорода и развитию нреждевремешюго разр шения сварных деталей. [c.500]

При температурах (0,6 0,7) Т л, т. е. при сварке, например, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, применении мягких режимов или при высоких темпах сварки доминирующим процессом, определяющим стойкость электродов, по-видимому, будет ползучесть, контролируемая диффузией. При более низких температурах — (0,4н-0,5) Тпл, — развивающихся на рабочей поверхности электродов, при сварке на жестких режимах, легких сплавов или отдельными точками при длительных перегревах наряду с ползучестью большую роль играют процессы термической и малоцикловой усталости. Поэтому к материалу электродов, предназначенных для работы при высоких температурах, предъявляются повышенные требования по сопротивлению ползучести, т. е. более высокой жаропрочности, в частности одночасовой горячей твердости и длительной прочности. В связи с этим для изготовления электродов желательно иметь металл с более крупным зерном, так как при высоких температурах более стойким против ползучести будет крупнозернистый материал с повышенной жаропрочностью. Так как при циклических нагревах образуются внутризеренные и главным образом, межзеренные трещины металл должен обладать высокой пластичностью при повышенных температурах, как лучше сопротивляющийся термической усталости. При точечной сварке легких сплавов более высокая стойкость наблюдается у электродов с мелким зерном, высокой электропроводностью и не содержащих в своем составе поверхностно-активных элементов, взаимодействующих со свариваемыми материалами путем диффузии и схватывания. [c.9]

Стойкие к окислению материалы, содержащие хром и никель. Для работы при высоких температурах был предложен целый ряд сталей, содержащих хром и обычно никель. Некоторые из них мало отличаются от хромоникелевых сплавов, стойких к коррозии при низких температурах, но они обычно содержат еще и другие добавки, улучшающие их механические свойства. Как утверждает Гадфилд простые хромоникелевые стали мало пригодны для работы при высоких температурах прибавкой кремния, титана и вольфрама получают сплавы, сочетающие высокую прочность с хорошей устойчивостью к окислению. [c.145]

Кратковременный нагрев (до 1 ч) сплавов В65, Д18, Д1 и Д16 при 150 °С делает их склонными к межкристаллитной коррозии аналогичный нагрев сплавов Д19 и М40 не вызывает этой склонности. Поэтому, а также для предотвращения снижения прочности вследствие возврата сплав Д16 в случае использования его при 150 °С и выше надо применять в искусственно состаренном состоянии. С другой стороны, сплавы Д19 и М40 для работы при повышенных температурах можно применять либо в есз-ественно состаренном, либо в искусственно состаренном состояниях. Сопротивление коррозии сварных соединений из сплавов ВАД1 и М40 пониженное, так как оНи обнаруживают склонность к межкристаллитной коррозии. Этот недостаток почти полностью устраняется путем термической обработки сварных соединений (закалка и старение). Сварные соединения из сплавов ВАД1 и М40 требуют надежной защиты от коррозии и не рекомендуются для применения в морских условиях. Сплав ВД17 применяется, как правило, в закаленном и искусственно состаренном состоянии. Коррозионная стойкость его выше, чем стойкость сплавов аналогичного применения (АК4, АК4-1 и Д20). Высокопрочные сплавы типа В95 (В96, В93 и В94) в отличие от сплавов типа дуралюмин наиболее низкой коррозионной стойкостью обладают после закалки и естественного старения. [c.36]

Все титановые а сплавы и термически обработанные (а- - ) сплавы охрупчи-паются при —253° С Спмав ВТ6 (Ti 6AI 4V) а отожженном состоянии вязок нри —196° С и становится чувствительным к надрезу при —253° С Перспективными Д1Я работы при низких температурах являются з-сплавы Лучшим из них по выичине сгв/ в ("табл 3 7) является сплав ВТ5 1 Для работы при —253 О в сплаве ВТ5-1 оговаривается содержание примесей Os<0,12% Fe < 0,25 /о. [c.145]

Тугоплавкие металлы (вольфрам и молибден), имеющие высокую энтальпию частиц при напылении (соответственно в расплавленном состоянии 31 и 26 ккал1моль), обеспечивают надежное сцепление покрытия с металлическими подложками без специальной подготовки поверхности (исключая медь и ее сплавы). Для получения аналогичных результатов при напылении менее тугоплавких металлов необходимо псско-струить изделия перед напылением. Металлы с более низкой энтальпией частиц образуют покрытия с меньшей прочностью сцепления. Однако, несмотря на хорошие механические характеристики, ни вольфрам, ни молибден не могут рекомендоваться как покрытия или подслои для работы при повышенных температурах в активных средах. Они интенсивно окисляются при температуре 300—400° С, и образующиеся летучие газообразные окислы взрывают защитное покрытие. Перспективным ма- териалом для напыления является никель-алюминиевый порошок. За счет экзотермической реакции между никелем и алюминием его энтальпия при паныленит может достигать значений, близких к энтальпии вольфрама и молибдена. [c.53]

Никель и никелевые сплавы являются возможными конструкционными материалами для реактора. Возрастающие требования в связи с более высокими рабочими параметрами и новыми конструкциями реакторов приводят к созданию материалов, достаточно жаропрочных при высоких температурах и коррозионностойких в различных средах. В эту группу сплавов включены инконель X, инконель, инконель-702, хастел-лой, хастеллой X, хастеллой С. В разделе приводятся данные по изменению их свойств под действием облучения интегральными потоками от 1-10 до 7,5-10 нейтрон 1см , в некоторых случаях до 2-10 нейтрон/см . Хотя эти материалы следует использовать в условиях повышенных температур, было проведено большое количество опытов для определения изменения свойств вследствие облучения при низких температурах (испытания при комнатной температуре). Однако имеются некоторые данные для повышенных температур, но не обязательно для тех, при которых, как ожидается, эти материалы будут работать. [c.260]

В работах [1, 2j приведены обычные кривые усталости а—N (при заданной амплитуре напряжения) нескольких сплавов при температурах 295, 76 и 4 К. В работе [3] имеются кривые усталости при низких температурах при заданной амплитуде перемехценпя. Эти результаты получены при испытании круглых гладких или надрезанных образцов, где время до появления трещины значительно. В зависимости от уровня напряжения оно составляет до 90 % долговечности образца. Однако во многих крупных конструкциях трещины имеются (или предполагается, что они есть) еще до начала эксплуатации. Они могут появиться в процессе изготовления полуфабрикатов или при сборке. В таких случаях долговечность конструкции определяется только скоростью распространения трещины da/dN). Знание этой характеристики необходимо для точной оценки ресурса. [c.37]

Ji определяли только для двух сплавов, полученных из СССР. Критическое значение J (Ji ) отвечает точке на кривой нагрузка — смещение, соответствующей началу роста трещины. Для точного определения /j требуется вычисление площади под кривой нагрузка— смещение в момент страгивания трещины с учетом пластической деформации. Эту точку можно найти по изменению податливости при частичной разгрузке образца в определенных точках кривой нагружения или путем полной разгрузки образца в какой-либо момент до разрушения с последующим термическим окрашиванием при нагреве на воздухе при температуре 600 — 700 К или с использованием усталостных меток затем образец разрушается при низкой температуре и ведется наблюдение за развитием отмеченной трещины. В данной работе использованы оба метода. Значение Ji находят [4], построив зависимость / от Ай (Аа — измеренный прирост трещины) и экстраполируя эту кривую до пересечения с прямой /=2атАа (где От — напряжение течения). Соотношение /=2атАа описывает раскрытие, а не собственно рост трещины. [c.49]

ДЛЯ более широкого интервала значений А/С вследствие того, что влажность воздуха при комнатной температуре ускоряет рост трещины усталости. Результаты испытаний сплава АМгбМ при комнатной температуре, 76 и 4 К, приведенные на рис. 5, располагаются в полосе разброса значений для сплава 5083-0, полученных в работе [10]. Сплавы АМгбМ и 5083-0 при комнатной температуре ведут себя по существу одинаково при низких температурах скорость роста трещины в сплаве АМгбМ выше, чем в сплаве 5083-0 при А/С 16 МПа м / . [c.123]

Ответ В работе, которую вы имеете в виду ( Ma hine Design , 1965, № 37, p. 199), мы хотели подчеркнуть, что стандартами запрещено использование сварки литых деталей в конструкциях котлов и других емкостей, работающих под внутренним давлением. Несмотря на такие ограничения, отливки можно успешно сваривать между собой или с большим количеством деформируемых сплавов с использованием различных присадочных материалов. Более того, мы считаем, что чувствительность к надрезу сварных соединений литейных алюминиевых сплавов при низких температурах будет сохраняться на уровне значений при комнатной температуре или близких к ним. Поэтому, если чувствительность к надрезу таких сварных соединений при комнатной температуре удовлетворительная, то не должно быть никаких осложнений при использовании их в условиях низких температур. Ограничения, установленные Комитетом ASME для резервуаров высокого давления, связаны с отсутствием достаточно достоверных методов оценки квалификации сварщиков. [c.204]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...