Стали аустенитного повышенной прочности — Условия

Мишметалл (сплав), сокращенное название смешанных металлов редкоземельной группы элементов. Мишметалл обычно состоит из 40—50% церия в соединении с другими металлами редкоземельной группы, получаемого не в результате образования сплава заданного состава, а по условиям природного родства данных элементов и трудности их чистого выделения. Применяется для повышения пластичности жаропрочных сплавов и жаростойкости и жаропрочности магниевых сплавов, ддя получения чугуна с шаровидным графитом, Б качестве флюса при сварке аустенитных сталей. Для повышения прочности и абразивной износостойкости стальных отливок, в частности — траков, для легирования стали и цветных сплавов. В качестве раскислителя при выплавке стали, в виде ферроцерия (сплав 15—30% мишметалла с железом) и т. д. [c.163]

Наибольшее значение имеют трещины, возникающие в процессе выдержек при термической обработке по третьему механизму. Они могут образовываться в сварных узлах, изготовленных из низколегированных конструкционных сталей повышенной прочности, теплоустойчивых сталей, а также жаропрочных аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе. Очевидно такой широкий ассортимент материалов охватывает большинство сварных конструкций из легированных сталей, работающих в наиболее тяжелых условиях и в первую очередь при высоких температурах. В связи с этим в последнее время вопросам выяснения механизма образования подобных трещин и разработке мероприятий по их устранению уделяется большое внимание и появилось большое число статей, посвященных данной теме. [c.94]

В данном случае снижение пластичности стали при высоких температурах обусловлено различным сопротивлением деформации ферритной и аустенитной фаз. Если аустенитная фаза обладает повышенной прочностью и относительно меньшей пластичностью, то ферритная фаза имеет очень низкую прочность, но высокую пластичность. Локальная деформация феррита, расположенного в более прочном аустените, разные условия рекристаллизации аустенита и феррита, а также различный температурный коэффициент расширения этих фаз вызывает при горячей пластической деформации высокие напряжения на границах раздела фаз, зарождение и развитие трещин в участках металла, подверженных наибольшим растягивающим напряжениям. [c.175]

Сталь аустенитно-мартенситного класса. Рекомендуется как высокопрочная сталь для тяжелонагруженных деталей, работающих на истирание и на удар в агрессивных средах. Обладает высокой поверхностной твердостью (свыше HR 45) Сталь аустенитно-мартенситного класса. Рекомендуется как высокопрочная сталь для изделий, работающих в обычных атмосферных условиях. Повышенная прочность достигается применением отпуска при температурах 580 и 750° С [c.243]

Аустенитные стали имеют низкую теплопроводность и высокий температурный коэффициент линейного расширения, что обусловливает перегрев металла в зоне сварки и возникновение значительных деформаций изделия. Основные трудности сварки рассматриваемых сталей и сплавов обусловлены высокой степенью легирования и разнообразием условий эксплуатации сварных конструкций. Основная особенность сварки таких сталей — склонность к образованию в шве и околошовной зоне горячих трещин в виде как мельчайших микротрещин, так и трещин значительных размеров. Образование горячих трещин связано с формированием при сварке крупнозернистой макроструктуры. Применение методов, способствующих измельчению кристаллов, повышает стойкость шва против образования горячих трещин. Эффективным средством является создание аустенитно-ферритной структуры металла щва. Получение аустенит-но-ферритных швов достигается путем дополнительного легирования металла шва хромом, кремнием, алюминием, молибденом и др. В сварных швах изделий, работающих как коррозионно-стой-кие при температуре до 400 °С, допускается содержание феррита до 25 %. В изделиях из жаропрочных и жаростойких сталей, работающих при более высоких температурах, содержание феррита ограничивают 4—5 %. Значительные скорости охлаждения при сварке и диффузионные процессы, происходящие при повышенных температурах в процессе эксплуатации, приводят к сильному охрупчиванию металла сварных соединений жаропрочных сталей и к потере прочности при высоких темпера- [c.334]

При выборе электродов для сварки конструкций из коррозионно-стойких сталей необходимо получить бездефектное соединение, в котором металл шва и ЗТВ удовлетворяет по антикоррозионным свойствам требованиям, предъявляемым к нему условиями эксплуатации конструкции. Соотношение химической прочности ряда композиций представлено на рис. 10.23. Вследствие повышенной склонности аустенитных швов к образованию ГТ, пониженной их коррозионной стойкости, трудности легирования легкоокисляющимися элементами (алюминием, титаном и др.) часто ориентируются на получение швов, по химическому [c.62]

Чтобы уменьшить влияние остаточных напряжений, для конструкций из разнородных сталей, работающих в условиях повышенных температур (более 500—550 ° С), целесообразно использовать аустенитные стали высокой прочности, отличающиеся умеренной величиной коэффициентов линейного расширения. В этом отношении перспективно также применение сплавов не на железной, а на никелевой основе, со значениями коэффициента линейного расширения, более близкими соответствующим значениям для перлитной стали. [c.403]

Для изготовления деталей, работающих на износ в условиях трения и высоких давлений и ударов, применяют высокомарганцовистую аустенитную сталь Г13Л, содержащую 1,0—1,3% С и 11,5—14,5% Мп. Сталь применяют в литом и реже в горячедеформированном состоянии. Структура литой стали состоит из аустенита и избыточных карбидов (Ре, Мп)зС, выделяющихся по границам зерен и снижающих прочность и вязкость стали. Для повышения прочности и вязкости сталь подвергают закалке с температуры 1050—1100° С в воде. При такой температуре карбиды растворяются, а быстрое охлаждение в воде полностью задерживает их выделение. После закалки сталь имеет аустенитную структуру и обладает следующими механическими свойствами ав=80- -90 кгс/мм , Оо.2=31ч-35 кгс/мм , 6=15- 25% г )=20ч-30%, ЯВ = 1804-220. [c.146]

Выбор аустенитных сталей для сварных высокотемпературных конструкций определяется условиями их изготовления и эксплуатации. Для изделий, работающих до 500° С, в которых данные стали применяются как нержавеющие (например, в атомных и химических установках, регенераторах газовых турбин и т. д.), ограничений в выборе состава нет. Наиболее целесообразным является для них использование стали марки Х18Н10Т. Изделия указанного типа термической обработке после сварки, как правило, не подвергаются. В целях уменьшения веса конструкции можно использовать для работы до 500° С и более прочные стали на базе 18-8, дополнительно легированные ванадием, азотом и другими элементами, а также феррито-аустенитные стали повышенной прочности. [c.216]

Диффузионные процессы в микрообъемах металла, примыкающих непосредственно к поверхности трения или к пленкам вторичных структур, могут приводить к значительным структурным изменениям в этих микрообъемах. Фрикционный нагрев способствует протеканию в поверхностном слое процессов отпуска, возврата и рекристаллизации, что приводит к разупрочнению поверхности, снижению ее несущей способности, усилению схватывания. В тяжелых условиях трения (высокие скорости и давления, отсутствие смазки), когда имеет место интенсивный фрикционный нагрев, в поверхностном слое стали может происходить а -> Y превращение. Возникает так называемый аустенит трения. И. М. Любарский с сотр. обнаружил на поверхности трения стали 20Х2Н4А аустенитный слой толщиной в несколько микрометров. После прекращения трения в процессе охлаждения этот аустенит полностью или частично распадался [20.40]. Аустенит трения в ряде случаев обладает повышенной устойчивостью и может сохраняться в структуре после охлаждения до комнатной и более низких температур. Это объясняется высоким уровнем его легированности, а также стабилизирующим влиянием деформационного и фазового наклепа. Поверхностный слой обогащается легирующими элементами в результате их диффузии из глубинных слоев металла (термодиффузия, восходящая диффузия), а также из окружающей среды. Так, при термическом разложении смазки в зоне контакта поверхность металла может насыщаться углеродом и другими элементами, содержащимися в смазке. Аустенит трения, обладая повышенной прочностью, теплостойкостью, может, увеличивать сопротивление стали изнашиванию. Образование аустенита при трении и его ускоренное охлаждение (вторичная закалка) приводят к формированию нетравящихся ( белых ) слоев на поверхности стальных деталей. Белые слои обладают высокой микротвердостью Я = 9 — 15 ГПа и значительной хрупкостью. Структура белых слоев и условия их возникновения при трении были рассмотрены в работах Б. Д. Грозина, К- В. Савицкого, И. М. Любарского и др. Установлено, что белые слои характеризуются высокой дисперсностью структуры, химической неоднородностью и сложным фазовым составом. В них присутствуют аустенит (20—80%), так называемый скрытноигольчатый (или мелкокристаллический) мартенсит и карбиды. В условиях динамического нагружения белые слои из-за высокой хрупкости интенсивно выкрашиваются, что и ведет к ускоренному повреждению поверхности. [c.396]

Ужесточение условий эксплуатации изделий из конструкционных сталей, с одной стороны, и все более детальные лабораторные исследования, с другой стороны, приводят к обнаружению все новых опасных проявлений обратимой отпускной хрупкости. Еще соегсем недавно сч№ тали, что отпускная хрупкость приводит лишь к повышению порога хладноломкости и снижению вязкости разрушения в переходном интервале температур. Затем выяснилось, что может уменьшаться и трещиностойкость (7-интеграл) в области вязкого разрушения, долговечность при ползучести, радиационная стойкость, усталостная прочность и что особую опасность представляет усиление склонности к водородному охрупчиванию и коррозионному растрескиванию в электролитах. Появились данные об усилении при развитии отпускной хрупкости восприимчивости сталей к жидкометаллической и твердо-металлической хрупкости. В связи с тем, что элементы межзеренного разрушения встречаются в самых разнообразных условиях механического нагружения, можно ожидать, что будут выявлены и новые области проявления отпускной хрупкости (например, при кавитационном разрушении, зернрграничном проскальзывании, трении и износе). Близкие по природе к явлению обратимой отпускной хрупкости процессы охрупчивания могут развиваться и в сталях аустенитного класса. Обнаружение и исследование этих новых проявлений отпускной хрупкости и близких к ней явлений также представляется важным направлением дальнейшей работы. [c.210]

Механические свойства сварных соединений из сталей переходного класса приведены в табл. 34. Следует обратить внимание на два обстоятельства. Прочность сварных швов, не подвергаемых термической обработке, после сварки резко уменьшается лри сравнительно небольшом повышении температуры испытания. Это объясняется тем, что шластическая деформация в процессе испытания при повышенных температурах не сопровождается мартенситным превращением, которое происходит при растяжении при 20°С, а, следовательно, сварные н вы в деталях из сталей переходного класса при этих условиях будут иметь прочность, близкую к прочности аустенитных сталей. Так, например, при сварке без присадки ста- [c.195]

Повышение коррозионной стойкости наблюдается, главным образом, у экономно легированных сталей, когда половина никеля, по сравнению с классическими хромоникелевыми сталями, заменена марганцем и азотом. Комбинация этих элементов в сплаве при содержании хрома 18% позволила получить у стали 1Х18Г8АН5 стабильную аустенитную структуру, и эта сталь оказалась способной заменить в известной мере хромоникелевую сталь. В некоторых средах она оказалась даже более стойкой, чем хромоникелевые стали [23, 75]. По своим механическим свойствам и способности к горячей обработке эта сталь равноценна хромоникелевой стали 1Х18Н9, а в некоторых условиях применения даже лучше. Например, высокая прочность и твердость этой стали дает основание ожидать от нее лучшего сохранения полировки и более высокой сопротивляемости истиранию. Повышенный предел текучести делает возможным снижение веса конструкции применением, например, более тонких листов. [c.35]

Межкристаллитная коррозия (МКК) - oд и из наиболее часто наблюдаемых и опасных видов коррозионного разрушения аустенитных хромоникелевых, а также хромистых коррозионно-стойких сталей. Как видно из названия этого вида коррозии, разрушению подвергаются в основном границы зерен. металла, происходит избирательная коррозия.. Металл в течение короткого времени теряет прочность и пластичность. При этом отсутствуют внешние признаки разрушения, что затрудняет контроль и раннюю диагностику экснлуатарующихся деталей на МКК- К настояще.му вре.мени разработаны довольно эффективные способы повышения стойкости сталей к МКК., по несмотря на это необходимость в тщательном контроле возможности появления этого вида разрушения не отпадает. Тем более необходимо это при изменении конструкции. машины, условий ее эксплуатации. Практика показывает, что чаще всего и.менио в этих случаях происходят разрушения от МКК. [c.46]

Сплав А453 обычно применяют при повышенных температурах, так как он имеет превосходные прочность, сопротивление ползучести и окислению в этих условиях. Сплав используют для деталей крепежа, дисков и лопаток турбин, деталей форсажных камер реактивных двигателей. Он был применен в качестве криогенного материала в космической технике. Многие металлы с г. ц. к. решеткой являются прекрасными материалами для использования их при низких температурах, а сплав А453 содержит достаточно никеля для стабилизации аустенита при таких температурах. Поэтому его рассматривают в качестве конструкционного материала для ракет с ядерными силовыми установками, где необходимы исключительно высокие характеристики как при низких, так и при повышенных температурах. Сплав считается перспективным материалом для его применения при температуре 4К. Аустенитные нержавеющие стали серии 300 уже используют в прототипах сверхпроводящего оборудования сплавом А453 предполагают заменять их в [c.321]

Исследование влияния условий термической обработки на время до разрушения образцов опытной стали при различных Температурах и напряжениях показало (рис. 74), что температура закалки 1150° С соответствует максимальной жаропрочкости стали. Время выдержки при температуре закалки было принято 8—10 ч, время старения — 12 ч. Отмечено более длительное время до разрушения у образцов, состаренных при 700° С. Изменение времени выдержки с 10 ч до 1 ч перед закалкой при температуре 1150° С незначительно влияет на жаропрочность. Повышение температуры старения до 800 С приводит к снижению длительной прочности вследствие коагуляции и образованию крупных частиц упрочняющих фаз. Еще более значительные изменения в структуре стали, связаннее с распадом аустенитного твердого раствора [c.173]

При наличии в материале непрочных структурных составляющих его обычные механические характеристики могут быть достаточно высокими, но эрозионная прочность будет низка. Например, чугуны обладают высокой твердостью, но исключительно низкой эрозионной стойкостью. При одинаковой твердости аустенитные стали лучше сопротивляются эрозии, чем перлитные, и т. д. В свою очередь в некоторых работах отмечается, что гидроударное нагружение приводит также к структурным изменениям, связанным с фазовыми преобразованиями, например к распаду аустенита и превращению его в мартенсит, образованию упрочненных фаз в стеллитах. Нестабильность некоторых структур в условиях механического воздействия, таким образом, может использоваться для повышения эрозионной стойкости материала в процессе эрозионного нагружения его сопротивление будет возрастать. [c.292]

Важной характеристикой коррозионностойких сталей и сплавов, в том числе и нержавеющих, является величина предела текучести при повышенных температурах, поскольку в таких условиях эксплуатируются многие аппараты и технологическое оборудование, выполненные из аустенитных хромоникелевьгх сталей. Знание этого параметра необходимо как потребителям стального оборудования, так и металлургам, так как на металлургических и трубопрокатных" заводах для интенсификации технологических процессов применяют подогрев сталей (например, при теплой прокатке листовой стали, теплой прокатке и волочении труб, проволоки и т. п.). Следует иметь в виду, что при повышении содержания С в аустенитных хромоникелевых сталях наряду с возрастанием прочности происходит снижение их коррозионной стойкости, пластичности и ударной вязкости после отпуска при 600-800 Стабильность этих характеристик наблюдается только при содержании около 0,02 % С в отпущенной при 500-800 °С после закалки стали. Отрицательное- влияние повышенного содержания С обьлно частично устраняется присадкой стабилизирующих элементов (Ti, Nb). Аустенитные хромоникелевые стали с очень низким содержанием С по сравнению со стабилизированными обладают большей стойкостью к МКК и к общей коррозии, имеют лучшие технологические свойства. [c.29]

Износостойкость деталей обычно в первую очередь обеспечивается повышенной твердостью поверхности. Однако высокомарганцевая аустенитная сталь 110Г13Л (1,25% С, 13% Мп, 1% Сг, 1% N1) при низкой начальной твердости (180—220 НВ) успешно работает на износ в условиях абразивного трения, сопровождаемого воздействием высокого давления и больших динамических (ударных) нагрузок (такие условия работы характерны для траков гусеничных машин, щек дробилок и др.). Это объясняется повышенной способностью стали упрочняться в процессе холодной пластической деформации. Так, при пластической деформации, равной 70%, твердость стали возрастает с 210 НВ до 530 НВ. Высокая износостойкость стали достигается не только деформационным упрочнением аустенита, но и образованием мартенсита с гексагональной (е) или ромбоэдрической (е ) решеткой. При содержании фосфора более 0,025% сталь становится хладноломкой. Структура литой стали представляет собой аустенит с выделившимися по границам зерен избыточными карбидами марганца (МпзС), снижающими прочность и вязкость материала. Для получения однофазной аустенитной структуры отливки закаливают в воде с температуры 1050—1100 °С. В таком состоянии сталь имеет высокую пластичность 5 = 34—53%, / = 34—43%, низкую твердость 180—220 НВ и невысокую прочность ст, = 830—654 МПа. [c.167]

Совершенно иным является развитие процесса при термической обработке сварного соединения, склонного к растрескиванию. Для металла околошовной зоны в данном случае (рис. 61, б) характерна в условиях ползучести повышенная склонность к меж-зеренному разрушению. Поэтому кривая длительной прочности 1 будет иметь больший наклон, чем аналогичная кривая на рис. 61, а, и пересечение ее с кривой релаксации 3 произойдет сравнительно быстро за время Однако и в этом случае вероятность образования трещин мала, так как обычно и при межзеренном разрушении возможная деформация больше деформации за счет релаксации напряжений (рис. 61, г). Лишь при сварке сплавов повышенной жаропрочности, например дисперсионнотвердеющих никелевых сплавов, степень повреждаемости границ зерен околошовной зоны которых особенно велика, можно ожидать появления трещин при термической обработке и без концентраторов. Растрескивание можно ожидать также и при чрезмерной жесткости свариваемых узлов из аустенитных и теплоустойчивых сталей. [c.100]

При сварке аустенитных сталей из-за опасности образования горячих трещин в швах их композиция, как правило, не воспроизводит полностью состав свариваемой стали, а в ряде случаев заметно от него отличается. Обеспечение требуемой технологической прочности швов достигается подбором легирующих элементов в проволоке и покрытии, приводящим к получению двухфазных швов (аустенито-ферритного, аустенито-карбидного и аусте-нито-боридного) или однофазных при условии повышенной концентрации в них молибдена или марганца [54, 65]. Рекомендуе- [c.219]

Данные о свойствах аустенитной стали типа 18-8 при кратковременных испытаниях в условиях высоких температур приведены в табл. 12. В ней же приведены данные о ползучести этой стали при 425—760° С. Состав стали (в %) О,ЮС 0,4Si 0,5Мп 19,8Сг 9,53Ni. С повышением температуры показатели прочности резко снижаются (в 3—4 раза), в то же время пластические свойства [c.50]

В табл. 5.5 представлены некоторые результаты производственных испытаний образцов в аппаратуре установок термического крекинга [44]. Эти испытания показали отсутствие тенденции к локальному разъеданию (питтингу) металла оборудования на установках термокрекинга. Видна роль легирования хромом в качестве основного пути повышения коррозионной стойкости. В наиболее жестких условиях применение углеродистой стали недопустимо. При меньшем образовании сероводорода в процессе крекинга применение углеродистой стали должно сопровождаться большими припусками толщины стенок (запасом на коррозию). Легирование аустенитных нержавеющих сталей молибденом не повышает коррозионной стойкости эта добавка преследует цель увеличения прочности при высоких температурах. [c.160]

Повышение конструкционной прочности путем повышения сопротивления срезу наблюдается у материалов, которые практически при всех способах нагружения разрушаются вязко, т. е. для которых не наблюдается случаев макрохрупкого разрушения путем отрыва (многие алюминиевые, медные, никелевые сплавы, аустенитные стали). Что же касается материалов, у которых разрушение происходит путем отрыва (многие стали, цинковые сплавы, различные материалы, дающие межкристаллитный отрыв), то у них высокая прочность вследствие высокого сопротивления срезу проявляется лишь при достаточно мягких условиях нагружения. [c.257]

Для трубопроводов, работающих в коррозионноагрессивных средах, в условиях повышенных температур (жаростойкие и жаропрочные) используются высоколегированные аустенитные стали марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Б и др. К сварным соединениям таких трубопроводов предъявляют особые требования, в том числе стойкость против межкристаллитной и других видов коррозии, стойкость против окалинообразования, высокая механическая прочность при повышенных температурах и т. д. [c.144]

По мнению ряда исследований [50,117,118], высокой износостойкостью обладают стали с мартенсито-карбидной структурой, которые характеризуются значительной твёрдостью и повышенным сопротивлением мартенсита сдвигу. Другие авторы [119] считают, что мартенсит может уступать по сопротивляемости изпашивапию сплавам, матрица которых состоит из троостита и сорбита. Недостатком сплава с мартепситпой структурой является хрупкость, которая ограничивает область применения, вследствие растрескивания и сколов металла [38,66,120,121]. Широкое распространение для работы в условиях ударных нагрузок получили материалы с аустенитной структурой. Легированный аустенит но прочности занимает промежуточное место между ферритом и мартенситом, обладает значительной вязкостью, имеет близкие параметры решётки с карбидной фазой, что обусловливает лучшее закрепление карбидов в основе материала. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...