Легированные стали условия эксплуатации

В зависимости от условий эксплуатации конструкционные порошковые материалы (КПМ) подразделяют на две группы материалы, заменяющие обычные углеродистые и легированные стали, чугуны и цветные металлы материалы со специальными свойствами — износостойкие, инструментальные, жаропрочные, жаростойкие, коррозионностойкие, для атомной энергетики, с особыми физическими свойствами (магнитными, электро- и теплофизическими и др.), тяжелые сплавы, материалы для узлов трения — антифрикционные и фрикционные и др. Физико-механические свойства КПМ при прочих равных условиях определяются плотностью (или пористостью) изделий, а также условиями их получения. По степени нагруженности порошковые детали подразделяют на четыре группы (табл. 7.1). [c.174]

Высокая эффективность поверхностного наклепа для крупных деталей подтверждается и данными, полученными непосредственно при эксплуатации упрочненных деталей. Эти данные важны ввиду ограниченного количества лабораторных средств для испытаний крупных образцов на усталость, большой длительности и высокой стоимости таких испытаний. Особенно наглядно упрочняющий эффект проявляется у деталей, работающих в условиях ограниченной долговечности, при напряжениях, превосходящих предел выносливости. Характерный пример такого рода деталей — штоки штамповочных молотов. В месте запрессовки относительно тонкого штока в массивную бабу при работе молота создается высокая концентрация напряжений, приводящая к частым поломкам штоков, несмотря на применение для их изготовления высокопрочных легированных сталей. [c.158]

Как уже упоминалось, несоответствие конструкции рабочим условиям может вызвать серьезную коррозию. Высокие локальные значения температуры будут, конечно, ускорять коррозию, однако наибольшая коррозия наблюдается в случае неправильных условий горения. Если частицы содержащего хлориды угля ударяются об испарительные трубы, то могут создаться условия, подходящие для науглероживания и окисления поверхности, что может привести к быстрой коррозии углеродистых сталей, которые обычно используются. Чтобы избежать этого, необходимо улучшить условия сгорания, увеличить подачу воздуха или ограничить размер факела. Если это невозможно, необходимо использовать трубы из легированных сталей или защитить их каким-либо другим способом. Неполное сгорание угля или недостаток воздуха в районе перегревателя может привести к ускорению коррозии, которая вызывает уменьшение сечения труб, что может сильно уменьшить их прочность и сократить срок эксплуатации. Уменьшение срока эксплуатации и время замены труб можно рассчитать, зная скорость коррозии и предел ползучести материала в рабочих условиях. [c.193]

Хотя в практике энергомашиностроения комбинированные сварные узлы из разнородных сталей используются давно, только лишь в последние годы в результате проведения обширных исследований были установлены основные закономерности, определяющие природу этих соединений и их работоспособность в различных условиях. Были выявлены требования к выбору легирования сталей и швов таких соединений в зависимости от условий эксплуатации, оценена стабильность их свойств в процессе длительных выдержек при высоких температурах и закономерности распределения остаточных напряжений за счет разности коэффициентов линейного расширения свариваемых сталей. [c.210]

Пароперегреватель ВД — первая поверхность нагрева по ходу газов, работающая при наибольшей температуре этих газов — самый уязвимый элемент КУ. Быстрое изменение температуры приводит к накоплению термической усталости. Для улучшения условий эксплуатации применяются коллекторы пароперегревателя из легированной стали, это позволяет снизить толщину их стенок. Другой способ — увеличение числа ниток паропроводов и снижение толщины коллекторов. Используют систему дренажей достаточного диаметра для быстрого удаления конденсата, образующегося после кратковременных остановов ГТУ, а также плотную заслонку газов на выходе котла, чтобы не допустить его холодный пуск. Этот образующийся конденсат пара имеет пониженную температуру насыщения вследствие снижения температуры газов. Чтобы избежать последующего теплового перепада и возникновения термических напряжений, рекомендуется повышать время пуска, снижая температуру пара. Независимо от этого следует организовывать интенсивный дренаж конденсата из труб и коллекторов пароперегревателя. [c.311]

ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ И ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ИХ СВОЙСТВА [c.159]

При анализе факторов, определяющих работоспособность сварного соединения при высоких температурах, необходимо прежде всего рассмотреть условия образования последнего. Это рассмотрение особенно важно потому, что обусловленное сваркой изменение структуры и свойств отдельных зон сварного соединения, во время эксплуатации при высоких температурах сказывается значительно сильнее, чем при комнатной температуре. Вследствие нестабильности структурного состояния различных зон сварного соединения интенсивность развития в них диффузионных процессов, определяющая степень разупрочнения при высоких температурах будет выше по сравнению с основным металлом, что приводит в зависимости от уровня температуры и длительности нагружения, к повышению или снижению прочности. Следует также отметить, что в высокотемпературных установках используются преимущественно легированные стали, обладающие повышенной реакцией на термический цикл сварки и поэтому в наибольшей степени изменяющие свои свойства. [c.34]

При сварке малоуглеродистых и низколегированных термически неупрочняемых сталей степень неоднородности сварного соединения минимальна. Наблюдаемое в исходном после сварки состоянии повышение твердости в околошовной зоне и шве близкого легирования к основному металлу, как правило, снижается последующим отпуском. Опыт эксплуатации таких соединений при высоких температурах показал отсутствие заметного влияния неоднородности на работоспособность конструкции. В то же время в отдельных случаях и для таких соединений наблюдается резкое снижение прочности конструкции, например, при развитии в условиях эксплуатации процесса графитизации на участке неполной перекристаллизации. [c.56]

Зарождение трещин в околошовной зоне в зависимости от легирования металла, условий сварки и режима последующего отпуска или эксплуатации может идти разными механизмами. По данным работы [107], в Сг-Мо-У и Сг-Мо сталях и швах наиболее вероятно первоначальное образование дефектов типа зародышевых пор по границам зерен первичного аустенита. В конструкционных сталях повышенной прочности и высоконикелевых сплавах возникают преимущественно зародышевые клиновые трещины. [c.98]

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]

Влияние титана, ниобия, тантала. Один из распространенных способов предотвращения МКК — легирование коррозионностойких сталей карбидообразующими элементами. Наиболее устойчивые карбиды образуют титан и ниобий, а также тантал, но чаще используется стабилизация титаном и ниобием. В соответствии со стехиометрической формулой карбидов титана и ниобия для связывания углерода рекомендуется вводить титан в 5-кратном, а ниобий — в 8—11-кратном количестве по отношению к углероду. Фактическое необходимое количество титана или ниобия определяется конкретным составом стали, принятым режимом термической обработки и условиями эксплуатации (среда, температура) [1.27, с. 56—58 с. 86—90 127—133]. Специальные карбиды Ti и Nb не являются полностью нерастворимыми, их растворимость зависит от степени стабилизации, но температура их растворения значительно выше температуры растворе- [c.62]

В технических условиях на котельные материалы содержатся требования к микроструктуре, особенно к микроструктуре легированных сталей и сварных соединений. Основные требования по микроструктуре сводятся к определению величины зерна, оценке загрязненности по неметаллическим включениям, оценке полосчатости. В легированных сталях определяется соотношение структурных составляющих. После длительной эксплуатации в условиях высоких температур оцениваются структурные изменения. [c.60]

Легирование, производство инструментальных сталей в соответствии с их назначением и условиями эксплуатации [c.79]

Рельсы, закаленные и из легированной стали, предназначаются для использования в наиболее тяжелых условиях эксплуатации. [c.92]

Низкий отпуск проводится при температуре 120. .. 250 °С. Продолжительность выдержки при отпуске устанавливается из условий обеспечения стабильности свойств стали и объемных изменений деталей при эксплуатации, Обычно выдержка тем длиннее, чем ниже температура отпуска. Она может длиться от 0,5 до 15 ч. Цель низкого отпуска состоит в сохранении высокой твердости и уменьшении остаточных напряжений, возникших при закалке. При отпуске получают структуру - мартенсит отпуска. Низкому отпуску подвергают инструментальные, углеродистые и легированные стали, а также детали, прошедшие перед закалкой цементацию, нитроцементацию, или детали, подвергнутые поверхностной закалке. [c.629]

Существует определенная зависимость между химическим составом стали, степенью ее легирования и условиями эксплуатации (понимая под этим в первую очередь, агрессивность среды и нагрузки). По мере повышения концентрации, температуры и давления условия коррозионного воздействия растворов, в которых должна работать сталь, сильно меняются. К тому же нужно учитывать, что стали Х18Н10Т, Х17Н13М2Т или близкого к ним химического состава совершенно неустойчивы к действию соляной, серной и фосфорной кислот при повышенной температуре ( 60° С) и различных концентрациях. К подобного рода средам высокой агрессивности относятся также различные фтористые соединения и т. д. В этих случаях необходимо применение сталей с более высокой степенью легиро-ванности. [c.66]

Свариваемость рассматриваемых сталей и сплавов затрудняется мпогокомпонеитностью их легирования и разнообразием условий эксплуатации сварных конструкций (коррозионная стойкость, жаростойкость или жаропрочность). Общей сложностью сварки является предупреждение образования в шве и околошовной зоне кристаллизационных горячих трещин, имеющих межкристаллит-пый характер, наблюдаемых в виде мельчайших микронадрывов и трещин. Горячие трещины могут возникнуть и при термообработке или работе конструкции нри повышенных температурах. Образование горячих трещин наибо,лее характерно для крупнозернистой структуры металла шва, особенно выраженной в многослойных швах, когда кристаллы последующего слоя продолжают кристаллы предыдущего слоя. [c.286]

В последние годы появилось достаточно много исследований и данных о том, что в реальных условиях эксплуатации усталостное рафушение наблюдается при базах испытания больших 10 - Ю циклов, даже несмотря на натгичие горизонтального участка на кривых усталости в интервале долговечностей от 10 - 10 циклов. Это явление называют гигаусталостью. На рис. 46 представлены кривые усталости высокопрочных легированных сталей, построенные на базе испытания Ю циклов. Видно, что испытания после базы 10 приводят к появлению второй ветви ограниченной долговечности и что в этом случае зарождение усталостных трещин всегда происходит под поверх- [c.74]

Материалы валов и осей. Требованиям работоспособности валов и осей наиболее полно удовлетворяют углероднсгые и легированные стали, а в ряде случаев — высокопрочные чугуны. Выбор материала, термической и химико-термической обработки определяется конструкцией вала и опор, техническими условиями на изделие н условиями его эксплуатации. [c.212]

Легированные стали. В термически обработанном состоянии эти стали имеют высокий предел текучести и высокую твердость, что обеспечивает их высокую износостойкость в разнообразных условиях эксплуатации. Упрочнение от действия дисперсных частиц упрочняющей фазы достигается за счет гюдбора состава стали и оптимальной термической или химико-термической обработки. [c.16]

Легирование стали, предназначенной для эксплуатации в атмосферных условиях, небольшими oбaвкaми легирующих элементов повьнлает ее коррозионную стойкость, в то время как низколегированная сталь, [c.11]

Для предупреждения повреждений труб поверхностей нагрева, вызванных коррозионным износом или окалинооб-разованием, важно обеспечить условия работы (температуру) металла, не превышающие установленные Руководящими указаниями по учету жаростойкости легированных сталей для труб поверхностей нагрева паровых котлов . Эти температуры приведены в табл. 4.6. Значения температур установлены для вновь проектируемых котлов однако соблюдение их на действующих установках позволяет повысить надежность работы котлов и уменьшить количество повреждений поверхностей нагрева. Соблюдение указанных температур обеспечивает эксплуатацию котлов с утонением трубных поверхностей нагрева на 1,0 мм за 100 000 ч. [c.399]

Исходя из обычно принимаемых для радиационных пароперегревателей коэффициентов теплоотдачи к пару (3—4) 10 ккал1м ч град, получим, что в зонах максимумов теплового потока разность температур пар — стенка достигает примерно 100° С с кратковременными повышениями до 125 С. К этому необходимо добавить тепловое сопротивление стенки, достигающее 10—15 град1мм. В итоге в зоне максимальных тепловых потоков температура наружных слоев металла длительно превышает температуру пара почти на 150°С и кратковременно на 200° С. В ходе эксплуатации местоположение максимума тепловых потоков не остается постоянным и меняется в зависимости от нагрузки, взаимного расположения действующих горелок, скоростей воздуха и ряда других трудно учитываемых заранее факторов. Для перлитных легированных сталей с верхним пределом температур 590—600°С максимальная температура пара при названных выше условиях с учетом межвитковой разверки не должна превышать 400—420°С. При увеличении коэффициентов теплоотдачи или улучшении качества металла эта величина может быть несколько повышена. [c.32]

По экспериментальным данным [105], предельная растворимость углерода в поверхностном слое и объеме отливки из сплавов на основе никеля, железа и кобальта составляет (%) 0,55 и 1,85, 2,0 и 2,06, 0,1 и 1,65 соответственно. Растворимость железа, циркония, церия, титана, хрома, магния в поверхностном слое и объеме отливок из алюминия составляет 0,05/0,17, 0,0/8,0, 0,0/9,0, 0,15/0,32, 0,7/5,8, 17/36 соответственно. При этом необходимо учитывать, что при избытке поступающих элементов в поверхностном слое отливки образуются соединения типа Me jj, Ме Н, , NVe Oy, Me Sy и другие твердые фазы, наличие которых резко увеличивает твердость, трещиночувствительность, физическую и химическую неоднородность отливки. По активности образования новых твердых фаз в поверхностном слое первое место занимают отливки из титана и его сплавов, второе — отливки из чугуна, третье — из легированных сталей. Кроме того, если к отливкам предъявляются высокие требования по теплоотдаче в условиях эксплуатации, то при выборе металла для отливок с развитой поверхностью учитывают его теплопроводность. [c.12]

Дефектом является также появление дендритной ликвации. Разница между температурой ликвидуса и солидуса у легированных сталей больше, чем у углеродистых. Этим обусловлено большое различие в химическом составе в пределах дендрита. Диффузия же, способствующая выравниванию химического состава, в легированных сталях затруднена в виду присутствия легирующих примесей. На рис. 86, в показана макроструктура литой легированной стали1, в которой ярко выражена дендритная ликвация. При прокатке дендриты вытягиваются и дробятся. После прокатки сталь приобретает характерную полосчатость строения (рис. 86, г), в результате которой механические свойства вдоль направления прокатки оказываются выше, чем поперек. Полосчатость можно иногда наблюдать в трубах ив легированных перлитных сталей, идущих на изготовление пароперегревателей и паропроводов. Она сильно ухудшает прочность труб при высоких температурах в условиях эксплуатации. Обрабатываемость стали при полосчатой структуре также ухудшается. [c.174]

Характеристику стойкости валков можно определить в виде массы прокатанной стали, приходящейся на 1 мм изношенного слоя валка. С этой целью необходимо регистрировать толщины слоя, снимаемого при очередных переточках или шлифовках. Учитывая разницу в технологических процессах, а также различное оборудование, показатели расхода валков имеют большой разброс для разных прокатных станов при прокатке одних и тех же профилей. Показатель расхода валков уменьшается не только благодаря профессу в их производстве, но также и вследствие улучшения условий их эксплуатации. Следует иметь в виду, что расход валков повышается в случае увеличения доли профилей из легированных сталей, а также при производстве фасонных профилей с более тонкими [109]. [c.91]

Основные марки сталей, получившие применение в отечественных высокотемпературных установках для сварных узлов различного назначения, приведены в табл. 7. Предельные температуры их использования установлены с учетом возможной эксплуатации и в условиях ползучести. В указанную номенклатуру входят малоуглеродистые стали и сравнительно слабо легированные кремнемарганцовистые стали. Для барабанов котлов высокого давления применяется более легированная сталь марки 16ГНМ. В данную таблицу не входят рассматриваемые в следующем параграфе теплоустойчивые хромомолибденовые стали, используемые в нефтехимических установках как конструкционный материал из-за повышенной водородоустойчивости. [c.158]

Типичными являются повреждения в виде трещин типа IV по ЗТВр сварных соединений паропроводов (рис. 2.11, б и 2.12), выявляемых после длительной эксплуатации в условиях ползучести с нгфаботкой 60. .. 180 тыс. ч [27, 35]. Такому виду повреждения подвержены преимущественно сварные соединения паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей, но вместе с тем аналогичные трещины отмечаются и в сварных соединениях паропроводов из менее легированных сталей типа 2,25Сг-Мо и подобных. [c.104]

В соответствии с указанными требованиями для штампов горячей обработки давлением применяют легированные стали, содержащие 0,3 -0,6 % С, которые после закалки подвергают отпуску при 550 - 680 °С на структуру троостита или троостосорбита. Среди них следует выделить несколько групп, обладающих в наибольшей степени теми свойствами, которые необходимы для определенных условий эксплуатации. [c.627]

Литые детали из легированных сталей широко применяют в машиностроении, судостроении и других отраслях техники. Особенно много используют стальное фасонное литье в химическом, нефтяном, пищевом машиностроении и гидравлических механизмах. Значительная часть этих деталей в условиях эксплуатации подвергается гидроэрозионному изнашиванию. [c.186]

Примечания 1. К тяжелым условиям работы относятся нагружение рабочих частей до предельно допустимых нагрузок относительно. тонкие стенки матрицы и пуансонов высокая плотность размещения рабочих контуров работы на повышенных скоростях эксплуатация штампа при массовом выпуске деталей. По разделительным операциям вырубка, пробивка электротехнических сталей, углеродистых и легированных сталей с твердостью после термической обработки до 50 HR g и особенно, когда не допускаются заусенцы в детали. По формоизменяющим операциям вытяжка с утонением стенок детали калибровка деталей при повышенных требованиях к точности размеров прецизионная штамповка. [c.449]

Характерно, что по мере усложнения условий эксплуатации паяных конструкций по нагрузкам, коррозионному воздействию, температуре происходила замена простых серебряных, медных, оловянно-свинцовых и латунных припоев более сложными стали применяться припои, легированные другими элементами, обеспечивающими, например, самофлюсуемость (литий, бор, индий, цезий и др.), устойчивость против ползучести (сурьма, серебро), растекаемость (палладий, индий), пониженную окисляемость на воздухе (никель, хром и др.), стойкость в щелочах (индий). Начали разрабатывать специальные припои на основе никеля, тугоплавких металлов (вольфрама, молибдена, ниобия, тантала), активных металлов (титана, циркония), на основе легкоплавких металлов (галлия), а также марганцовистые, золотые, палладиевые. [c.16]

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

Коррозионную стойкость сталей можно повысить введением специальных легирующих элементов, например металлов с более положительным, чем у основного металла, потенциалом, а также легко пассивирующихся металлов. Так, например, ири легировании железа хромом можно добиться, чтобы пассивность полученного сплава соответствовала пассивности чистого хрома. При этом происходит не только повышение коррозионной сюйкости сплава, но и скачок потенциала от величины, характерной для основного металла, до более положительного значения, свойственного легирующему элементу (или пассивному состоянию сплава). Этот метод легирования используется для получения коррозионностойких сплавов, на поверхности которых в условиях эксплуатации возникает стабильная пассивная пленка. [c.94]

Крепежные элементы. Болты, которые удовлетворили бы всем требованиям конструктора, не выпускаются ни одним из производителей. При выборе крепежных элементов учитывают создаваемую ими силу предварительного сл атия соединяемых деталей, их массу, выступ головки над поверхностью детали, достигаемую прочность соединения, условия окружающей среды при эксплуатации соединения, стоимость и другие факторы. Для максимальной реализации свойств ПМ в изделии в общем случае рекомендуют использовать специальные болты, отличающиеся от болтов для металлов как конструкцией, так и материалом. Для соединения деталей из стеклопластиков, а именно с них началось развитие механического крепления деталей из ПКМ, применяют стандартные болты из сплавов алюминия, углеродистой стали, меди и ее сплавов, а для тяжело нагруженных соединений — болты из легированной стали (например, марки ЗОХГСА). Для повышения коррозионной устойчивости стальной крепеж иногда покрывают кадмием, цинком, никелем или хромом [91]. [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...