Хрупкость высокотемпературная

Вредное действие примесей известно давно, однако только в последние годы установлена возможность влияния очень малого их количества. Это происходит вследствие того, что даже при содержании нескольких частей на миллион частей металла локальная концентрация примеси, например по границам зерен, может достигать нескольких процентов. Чистые металлы не имеют ни провалов пластичности, ни высокотемпературной хрупкости. [c.25]

При проведении исследований на более чистых металлах было достигнуто улучшение высокотемпературной пластичности, однако хрупкость при промежуточных температурах сохранилась. Для объяснения такой хрупкости была предложена измененная схема, по которой кривая прочности границ зерен пересекает в зоне средних температур кривую прочности зерен не один, а два раза тем самым зона красноломкости объяснялась пониженной прочностью границ зерен в этом температурном интервале [1]. [c.26]

Это было обнаружено экспериментально. Однако более достоверными исследованиями [1, 13] доказано, что красноломкость не является природным свойством чистых металлов, а вызывается наличием примесей и воздействием окружающей среды. Так, например, свинец при значительном содержании в меди придает ей хрупкость в значительном интервале температур вплоть до температуры плавления. При меньшем содержании свинца высокотемпературная хрупкость устраняется вследствие закономерного повышения его растворимости в меди. При дальнейшем уменьшении содержания свинца температурная зона красноломкости сокращается и, наконец, полностью исчезает. [c.26]

Высокотемпературная хрупкость объясняется полиморфным превращением белого тетрагонального олова в хрупкое ромбическое при 161 °С [1]. Однако такого превращения нет хрупкость вызвана примесями, содержащимися в этом олове. [c.57]

Влияние примесей на свойства сплавов значительнее, чем на свойства металлов, так как их растворимость в сплаве, как правило, меньше, чем в металле. Аномалии пластичности у сплавов наблюдаются чаще, поскольку причин для их появления больше, чем у металлов. Но это не свидетельствует об обязательном наличии природной высокотемпературной хрупкости у сплавов. Она возникает из-за вполне конкретных причин, различных для разных сплавов устранить эти причины и, следовательно, избежать высокотемпературной хрупкости сплавов возможно. [c.177]

Рутений менее дефицитен, чем платина и родий, и значительно дешевле как видно из табл. 31, рутений имеет наибольшую твердость и температуру плавления, он легко пассивируется на воздухе и очень хорошо противостоит действию агрессивных сред. На него не действуют разбавленные и концентрированные кислоты и щелочи. Рутений стоек к воздействию соединений фосфора и азота, в ряде случаев он превосходит по химической стойкости палладий, родий и платину он более устойчив к воздействию серы. Пленки сернистых соединений, образующиеся на поверхности, отрицательно сказываются на переходном электрическом сопротивлении. При обычных и повышенных температурах на воздухе и в среде, богатой кислородом, рутений не тускнеет и сохраняет блеск, что позволяет использовать его при покрытии отражателей. Рутений в отличие от платины и палладия не поглощает водорода и не образует гидридов. Несмотря на хорошие физико-механические свойства рутений недостаточно широко используется в промышленности. Одной из причин этого является сложность изготовления деталей из рутения вследствие высокой температуры плавления, высокой твердости и хрупкости. Рутений подвергается высокотемпературному окислению, как и родий образующаяся окисная пленка обладает хорошей электропроводностью. [c.76]

Итак, механизм низкотемпературного разрушения можно представить следующим образом. Для подверженных чуме соединений при температурах, при которых наблюдается это явление, характерны значительная хрупкость и пониженная по сравнению с высокотемпературной областью стойкость против окисления. Образующиеся при низких температурах окисные пленки не обла- [c.293]

Изучение высокотемпературной микротвердости тугоплавких соединений связано с определенными методическими трудностями, обусловленными высокой твердостью и хрупкостью этих материалов при комнатных и повышенных температурах. На результаты измерения микротвердости влияет ряд факторов, связанных со свойствами используемого материала и особенностями применяемого для исследования прибора. [c.70]

Воздействие среды на высокотемпературное разрушение, в данном случае — разрыв, было бы лучше всего рассматривать, по-видимому, на основе представлений о зарождении и росте трещин. В общем случае нельзя заранее предполагать, что гетерогенность, вызываемая коррозией, всегда усиливает образование трещин. Хотя в окислительных газовых средах часто наблюдается более раннее зарождение трещин [18—21, 173], известны и случаи, когда окислительные среды замедляли растрескивание [25, 29, 61]. Подобный положительный эффект возникает, по-видимому, когда образующиеся продукты коррозии могут обволакивать поверхностные включения, являющиеся более вероятными концентраторами напряжений, чем сами коррозионные продукты. Способность фаз продуктов коррозии вызывать растрескивание зависит от хрупкости этих продуктов [116], напряжений, возникающих при их выделении [102], и морфологии [140]. Морфологический аспект особенно важен в случаях, когда межзеренные границы подвержены прямому окислению с образованием длинных клинообразных включений окислов [18—21, 103]. [c.44]

Рост рабочих параметров турбоагрегатов и, в первую очередь, их единичных мощностей связан с необходимостью увеличения абсолютных размеров сечений и длины несущих частей корпусов и роторов. Масса роторов турбин при различных вариантах их исполнения повышается от 30—50 до 80—150 т. При этом для цельнокованых роторов низкого давления используют уникальные слитки массой от 100 до 550 т. Такое увеличение размеров исходных заготовок и готовых роторов, вызванное рядом технологических факторов (видом заготовки — отливка или поковка, термообработкой и т. п.), может привести к повышению неоднородности механических свойств материала уменьшению пластичности на 20—50 %, ударной вязкости на 40—60 %. Для зон роторов, находящихся под действием циклических нагрузок, существенное значение имеет эффект абсолютных размеров, состоящий в уменьшении на 40—60 % пределов выносливости (при базовом числе циклов 10 —10 ) с переходом от стандартных лабораторных образцов к реальным роторам. Неблагоприятное влияние увеличения абсолютных размеров сечений подтверждается также результатами испытаний образцов на трещиностойкость. Различие в критических температурах хрупкости в центральной части поковок по сравнению с периферийной может достигать 40—60 °С абсолютные значения критических температур для сталей в ряде случаев составляют 60—80 °С, а для высокотемпературных роторов из r-Mo-V сталей 120—140 °С. Это имеет существенное значение для роторов турбин при быстрых пусках, когда температура металла ротора может оказаться ниже критической. [c.6]

К хрупкости спирали. Поэтому перед высокотемпературным отжигом необходимо произвести отжиг спиралей при меньшей температуре (1000—1050 °С), чтобы очистить поверхность вольфрама от аквадага. Часто отжиг спиралей на молибденовом керне производят в двухзонных печах, где первая зона имеет низкую температуру, вторая — высокую. [c.284]

Сплавы ТТК отличаются меньшей хрупкостью, большей прочностью удержания карбидных зерен связкой, лучшей сопротивляемостью высокотемпературной текучести и большим пределом прочности при циклическом характере нагружений, чем сплавы ТК и ВК. Поэтому инструмент, оснащенный режущими пластинами из ТТК, особенно эффективен в процессах прерывистого резания (фрезеровании, строгании, прерывистом точении) для операций черновой обработки с большими сечениями срезаемого слоя и колебаниями припуска. Группа сплавов ТТК применяется при обработке труднообрабатываемых сталей аустенитного класса. [c.575]

Горячие кристаллизационные) трегцины возникают в металле шва и околошовной зоне в связи с низкой деформационной способностью и межкристаллитной прочностью кристаллизующегося металла в высокотемпературном интервале хрупкости (ТИХ). Появление таких трещин неизбежно при условии, когда накапливаемая деформация от действия сварочных напряжений (при усадке металла) превысила деформационную способность металла. [c.371]

Развитие высокотемпературной деформации в шве и околошовной зоне путем проскальзывания по границам может при неблагоприятных условиях привести к образованию горячих трещин, имеющих межзеренный характер. Вероятность их появления зависит от легирования сплава, жесткости соединения, режима сварки и определяется шириной температурного интервала хрупкости, величиной пластичности в этом интервале и темпом нарастания деформации [67]. Условием образования трещин является скорость деформации металла в температурном интервале хрупкости выше критической. [c.40]

Конфигурация трещин в основном определяется линией сплавления ОМ и шва. Они могут возникнуть как из-за наличия высокотемпературной хрупкости сплавов (горячие трещины), так и при замедленном разрушении металла (холодная трещина) [c.133]

Очень важное значение в сталях имеет отпускная хрупкость. Под отпускной хрупкостью понимают хрупкость сталей, возникающую в них под влиянием длительного нагрева или замедленного охлаждения в интервале температур 400—600 °С после высокотемпературного отпуска. Отпускная хрупкость обнаруживается, как правило, при 20 С или близких к ией температурах и ие вызывает изменений всех остальных механических и физических свойств стали [15, 20. 21]. [c.43]

При высокотемпературном нагреве полуферритных и феррит-ных сталей увеличивается способность твердого раствора к растворению карбидных или интерметаллидных фаз при одновременном и очень сильном росте зерна. При быстром охлаждении пересыщенный твердый раствор распадается с выделением этих фаз как в самих кристаллах, так и особенно по границам зерен, сообщая стали высокую хрупкость. Часто эту хрупкость называют высокотемпературной. [c.50]

В связи с тем, что высокотемпературная хрупкость сопровождается очень сильным ростом зерна, особенно после нагрева выше Y-петли, а также растворением карбидов и интерметаллидов, между этими процессами существует определенная зависимость. [c.51]

Появление высокотемпературной хрупкости у сталей различного состава зависит от структуры и состава стали и условий перехода карбидов и интерметаллидов в твердый раствор. Уменьшение содержания углерода до 0,003% и выплавка хромистых сталей в вакууме способствуют устранению этой хрупкости. [c.51]

Примеси. Примесями называют небольшие количества веществ, сопутствующих основному элементу и обычно оказывающих отрицательное действие. Вредное влияние примесей на пластичность известно давно, но, к сожалению, решающую роль их нередко отрицают, а возможность существенного влияния даже малого их содержания недоучитывают. Однако действие примесей настолько значительно, что не позволяет надежно выявить влияние других факторов. Примеси оказывают решающее влияние на пластичность металлов они — основная причина всех видов хрупкости высокотемпературной вблизи точки плавления, промежуточных зон хрупкости и хладноломкости. Высокотемператур- [c.199]

Олово, имеющее тетрагональную структуру, ранее считали подверженным высокотемпературной хрупкости, однако при испытании высокочистого олова (99,9995 %) установлено отсутствие таковой. Индий (тетрагональная структура), галлий (ромбическая) также высокоплас-тпчны. [c.24]

Гипотеза Джеффриса и Арчера о природной высокотемпературной хрупкости металлов вследствие пониженной прочности межкристаллит-ного вещества ошибочна, так как она основана на результатах испытаний загрязненных металлов. У чистых металлов нет эквикогезивной температуры, и от употребления этого термина следует отказаться, так как он не только устарел, но и неверно ориентирует в вопросах обработки металлов давлением. [c.25]

Наибольшее признание нашли электроды из графитизированного материала ЭЭГ. Они отличаются не только высокой стойкостью, но и низкой стоимостью и хорошей обрабатываемостью. Из-за хрупкости они не используются при прошивании отверстий малого диаметра, процесс обработки при данных электродах недостаточно стабилен на чистовых режимах. Хорошие результаты получены А. П. Тю-стиным при обработке твердого сплава ВК20 электродом, изготовленным методом высокотемпературного прессования из медного порошка с добавкой 3% нитрида бора. Относительный износ его оказался в 9 раз меньше, чем электрода из чистой меди, и почти в 11 раз, чем электрода из латуни (соответственно 200,240 и 22%). При этом производительность была почти в 2 раза выше, чем при медном электроде. [c.159]

Первый способ не имеет пока больших перспектив для создания высокотемпературных псевдоожиженных систем из-за сравнительно невысоких температур (1000—1 100°С), которые в состоянии длительно выдерживать электронагреватели из жаростойких сплавов при знакопеременных механических нагрузках от пульсаций слоя. Нагреватели же типа силитовых стержней отличаются еще большей хрупкостью. Наружный электрообогрев псевдоожиженного слоя через стенки от неподвижного слоя электропроводных частиц (например, криптола), сквозь который пропускается ток, может быть полезен только в сравнительно небольших установках, где не требуется подводить большие количества 11 163 [c.163]

В первых работах i[27, 29, 30], посвященных иследованию ВТМО, было установлено, что при ВТМО практически устраняется обратимая хрупкость после высокотемпературного отпуска. В табл. 6 приведены результаты испытаний на ударную вязкость образцов после обычной закалки и после ВТМО с высоким отпуском. Образцы стали нагревали до 1150 или 1250° С, подстуживали до 900—1150° С, подвергали пластической деформации на 20—35% (37ХНЗА — ковкой, а 20ХНЗ и ЗОХГСА—прокаткой) и закаливали в масле. Затем давали им отпуск при 550° С в течение 4 ч. По данным таблицы видна существенная разница ударной вязкости в зависимости от метода обработки. [c.47]

Высокотемпературную пайку углеродистых и низколегированных сталей выпол1 яют обычно медью, медно-цинковыми и серебряными припоями. Мед-но-фосфористые припои использовать для пайки сталей не рекомендуется, так как на границе со сталью они образуют хрупкие фосфиды железа, что придает паяным соединениям повышенную хрупкость и хладноломкость, Применение медно-фосфористых припоев возможно только для соединений, не работающих при вибрационных и динамических нагрузках, а также при низких температурах. [c.234]

Стали 0X17Т и Х25Т, стабилизированные Ti и Nb, при непродолжительном высокотемпературном нагреве (например, в ходе сварки) не теряют стойкость к МКК, однако их механические свойства ухудшаются из-за роста зерна в зоне сварного соединения при нагреве. Порог хладноломкости сдвигается в область положительных температур. Термический цикл сварки ухудшает пластичность, которая достигается при прокатке толстого листа стали при пониженных температурах. Хрупкость сталей типа Х28 связана также с присутствием в них продуктов распада аустенита, который образуется из карбидов и карбонитридов при высоких температурах. [c.20]

Если сопоставить вид температурной зависимости б и в высокотемпературной области у титана и других металлов, то можно отметить дополнительные данные, подтверждающие, что снижение б при переходе в р-область не связано с каким-либо охрупчиванием. Действительно, переход в хрупкое состояние — красноломкость железа, горячеломкость из-за межзеренного разрушения у никеля— сопровождается одновременным уменьшением б и tjj. С другой стороны, у свинца и алюгйиния, не имеющих подобных видов хрупкости, б может изменяться в широких пределах при постоянных значениях гр. [c.96]

Вольфрам. Этот металл, самый тугоплавкий и один из самых тяжелых в периодической системе, тоже проявляет чрезвычайную хрупкость при низких температурах, если только не подвергнут тщательнейшей обработке. Она заключается в очень интенсивном высокотемпературном "наклепе" в присутствии мелкодисперсных частиц KjO или ThOj. Сплав вольфрама с 30% рения пластичен, однако масштабы его применения ограничены дороговизной рения. Сплав W—3 % Re (марка 3D) в связи с его высоким электросопротивлением используется в лампах-вспышках (импульсных лампах). [c.309]

Титан и сплавы на его основе обладают высокой коррозионной стойкостью (сопротивлением межкристаллитной, щелевой и другим видам коррозии), удельной прочностью. Недостатками титана являются его активное взаимодействие с атмосферными газами, склонность к водородной хрупкости. Азот, углерод, кислород и водород, упрочняя титан, снижают его пластичность, сопротивление коррозии, свариваемость. Титан плохо обрабатывается резанием, удовлетворительно — давлением, сваривается в защитной атмосфере широко распространено вакуумное литье, в частности вакуумнодуговой переплав с расходуемым электродом. Титан имеет две аллотропические модификации низкотемпературную (до 882,5 °С) — а-титан с ГПУ решеткой, высокотемпературную — р-титан с ОЦК решеткой. Легирующие элементы подразделяют в зависимости от их влияния на температуру полиморфного превращения титана (882,5 °С) на две основные группы а-стаби-лизаторы (элементы, расширяющие область существования а-фазы и повышающие температуру превращения — А1, Оа, Ое, Га, С, О, Н) и р-стабилиза-торы (элементы, суживающие а-область и снижающие температуру полиморфного превращения, — V, N6, Та, 2г, Мо, Сг, Мп, Ре, Со, 81, Ag и др.), рис. 8.4. В то же время легирующие элементы (как а-, так и р-стабилизаторы) можно разделить на две основные группы элементы с большой (в пределе — неограниченной) и ограниченной растворимостью в титане. Последние могут образовывать с титаном интерметаллиды, силициды и фазы вне- [c.191]

Большой запас аустенитности металла шва позволяет предотвратить образование малопластичных участков с мартенситной или карбидной структурой в корневых швах и слоях, примыкающих к перлитной стали в условиях неизбежного колебания долей их участия. Однако для этого варианта технологии будет характерна высокая склонность к возникновению горячих трещин в однофазном аустенитном металле шва, образующихся по границам зерен, сформированных в результате миграции (см. рис. 10.6, б). Для их предотвращения в швах со стабильно аустенит-ной структурой наплавленный металл легируют элементами, снижающими диффузионные процессы при высоких температурах, применяют электроды типа Х15Н25АМ6, содержащие 6 % Мо и 0,2. .. 0,3 % N. Они препятствуют развитию высокотемпературной ползучести и межзеренного проскальзывания в твердом металле при сварке, повышая при этом пластичность в температурном интервале хрупкости и тем самым предотвращают образование горячих трещин. Более сложный вариант технологии необходим при сварке жестких узлов из аустенитной и среднеуглеродистой стали мартенситного класса, когда в корневых слоях из-за увеличения до 0,5 доли участия основного металла возможно образование горячих трещин, а в верхних слоях - холодных трещин типа "отрыв" и "откол". В этом случае корневые слои выполняют электродами, содержащими до 60 % Ni и 15 % Мо. [c.397]

Можно выделить три возможных по времени э гаг1а разру1нения высокотемпературных конструкций (схема 1). Первый из них связан с испытанием изделия перед пуском в эксплуатацию. Подобного вида разрушения имеют место, например, при гидравлическом испытании сварных барабанов котлов, корпусов арматуры из низколегированных конструкционных и теплоустойчивых перлитных сталей, а также сталей ферритного и феррито-аустенитного классов. Причиной их является обычно заметное повышение переходной температуры хрупкости отдельных зон сварного соединения в сочетании с резким концентратором напряжений в последних. Такими зонами могут явиться зона деформационного старения в сварных соединениях малоуглеродистых и низколегированных сталей и околошовная зона в соединениях низколегированных сталей повышенной прочности и ферритных сталей. Развитию хрупкости этих зон в ряде случаев может способствовать некачественно проведенная термическая обработка изделия после сварки. [c.71]

Разрушению в диапазоне комнатных температур могут подвергаться сварные изделия во время ремонта и последующего испытания конструкций, бывших в эксплуатации при высоких температурах. Причиной их в этих случаях обычно являются процессы высокотемпературного охрупчивания, не сказывающиеся заметно на пластичности и вязкости при высоких температурах, но заметно повышающие хрупкость при комнатной температуре. К таким процессам относится тепловая хрупкость и деформационное старение низколегированных конструкционных и теплоустойчивых сталей, 475-градусыое и а-охрупчиваиие ферритных и аустенитных сталей и ряд других процессов старения. Механизм развития указанных видов хрупкости и способы ее устранения будут рассмотрены в главах, посвященных соответствующим сталям. [c.71]

Для меди при нагреве су1цествует также опасность возникнове-яня водородной хрупкости. При наличии малых примесей кислорода, например в виде окислов, в меди и ее сплавах, нагреваемых в водородсодержащей газовой среде, возможна диффузия в них водорода с образованием воды ( u-t-2H==H20 f 2Си). Вследствие большого давления паров воды, образующейся в металле, возникают местные разрывы, охрупчнвающие его. Склонность к водородной хрупкости возрастает с повышением температуры и возникает главным образом при высокотемпературной пайке. Поэтому высокотемпературной пайке в водородсодержащих газовых средах подвергают только рафинированную от водорода медь марки МБ. При введении в медь до 0,01—0,04% Р кислород из нее полностью удаляется, днако при этом снижается ее электропроводность. [c.40]

При ремонтной сварке жаростойких сталей аустенитизация может оказаться не всегда эффективной. Если охрупчивание обусловлено сильным науглероживанием или азотированием стали или сплава, аустенитизация не приведет к заметному повышению пластичности основного металла. На рис. 69 приведены макро-и микрофотографии, относящиеся к ремонтной сварке аустенитной стали, сильно науглероженной в процессе эксплуатации. Из стали ЗХ18Н25С2 были изготовлены цементационные ящики. После 10 ООО ч эксплуатации при 800° С содержание углерода в стали достигло 1,48% при 0,12% N и она приобрела большую хрупкость. При заварке сквозных трещин рядом со швом образовались новые трещины. В подобного рода случаях следует применять электроды, дающие металл шва повышенной пластичности, например типа 18-8 или 25-12. При ремонтной сварке жаростойких сталей и сплавов нет нужды особенно заботиться о жаропрочности металла шва. Важно, чтобы сварка не вызвала новых трещин, а шов обладал приемлемой жаростойкостью. Итак, главные условия ремонтной сварки аустенитных сталей и сплавов, утративших пластические свойства в процессе высокотемпературной эксплуатации, сводятся к предварительной аустенитизации и использованию электродов, дающих податливый наплавленный металл. [c.357]

Высокотемпературная хрупкость — появляется в результате высокого нагрева (грубозернистости) и быстрого охлаждения. Эта хрупкость связана с пересыщением а-твердого раствора углеродом, искажением кристаллической решетки вследствие неравномерности распределения углерода и ассоциирования выделений в группировки. [c.40]

Во время охлаждения большая часть углерода и возможно других элементов не успевает выделиться в виде скоагулирован-ных карбидов. Поэтому быстро охлажденная ферритная фаза, с одной стороны, сильно пересыщена углеродом, который в кристаллической решетке феррита распределяется неравномерно в виде атомных групп и тем самым создает искажение в кристаллической решетке, и вследствие этого появляется хрупкость. С другой стороны, высокотемпературный нагрев стали в присутствии углерода, азота и других примесей приводит к обогащению ими межкрйсталлических слоев, лежащих на границе зерен, и способствует образованию у-твердого раствора. При последующем быстром охлаждении у-твердый раствор распадается с образованием мартенсита. [c.51]

Отжиг при 730—780° С крупнозернистой стали не уменьшает ее.крупнозернистости, но устраняет хрупкость. Отсюда следует, что появление высокотемпературной хрупкости в основном связано с перенасыщением твердого раствора феррита углеродом, а не с грубозернистостью. С увеличением размера зерна, несомненно, связано несколько иное распределение углерода в феррите, что оказывает влияние на хрупкость этих сталей. [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...