Жаропрочные Расширение линейное и теплопроводность

Приведенные выше соотношения справедливы при температурах примерно до 200 С, когда показатели прочности, упругости, линейного расширения и теплопроводности обычных конструкционных материалов изменяются сравнительно мало. При переходе в область более высоких температур на первый план выступают жаропрочность, т. е. способность длительно выдерживать напряжения [c.369]

Рис. 74. Зависимость коэффициента линейного расширения и теплопроводности литейных жаропрочных сплавов от температуры

Отсутствие полиморфных превращений, высокое значение температуры плавления, модуля упругости и теплопроводности при относительно невысокой плотности и малом коэффициенте линейного расширения молибдена привлекают к нему все большее внимание конструкторов и разработчиков жаропрочных сплавов для новой техники [1, 78, 83, 86, 87, 145, 146]. В качестве конструкционного материала электроламповой промышленности и как легирующий компонент сталей молибден применяется уже несколько десятилетий. Промышленное производство металлического молибдена и применение его в электроламповой [c.7]

Приведенные выше соотношения справедливы при температурах примерно до 200° С, когда показатели прочности, упругости, линейного расширения и теплопроводности для обычных конструкционных материалов изменяются сравнительно мало. Эти соотношения теряют силу при переходе в область высоких температур. Здесь на первый план выступает жаропрочность, т. е. свойство длительно выдерживать напряжения в условиях высоких температур. К жаропрочным материалам относятся стали, легированные N1, Ш, Мо, Та. сплавы на никелевой основе, титановые сплавы и др. В области высоких температур качественные соотношения между материалами становятся иными. С повышением температуры большинство рассмотренных выше материалов (например стали обычного состава) теряет прочность некоторые из них вообще не способны выдерживать высокие температуры (легкие сплавы). Титановые сплавы, которые в условиях умеренных температур являются едва ли не самыми худшими по величине термических напряжений, здесь в силу своей жаропрочности выдвигаются на одно из первых мест. [c.350]

Химический состав материала оказывает решающее влияние на сопротивление циклическому нагружению. В основном повышение термоусталости по материалам происходит в том же порядке, как и жаропрочности, однако имеется и несоответствие, в связи с тем, что на сопротивление термоусталости деталей влияют такие характеристики, как коэффициенты линейного расширения и теплопроводности, не имеющие значения для жаропрочности. Примерное расположение материалов по степени возрастания их сопротивления термоусталости следующее стали перлитного, ферритного и мартенситного класса, титан, стали аустенитного класса, хромоникелевые сплавы, кобальтовые сплавы, молибденовые сплавы. Необходимо отметить, что в каждом частном случае сочетания температур и нагрузок выбор материала должен производиться по конкретным условиям работы детали, однако можно указать на некоторые общие положения. В случае нагружения с большими амплитудами пластических деформаций в каждом цикле (Ае > 1- -2%) для обеспечения достаточного числа циклов необходимым является высокая пластичность материала как при верхней, так и при нижней температуре цикла. Если же амплитуды деформаций таковы, что пластическая [c.81]

В ГОСТ 23705 - 79 приведены области применения, характеристики длительной прочности, значения коэффициентов линейного расширения и теплопроводности отечественных деформированных жаропрочных сплавов на никелевой основе. [c.53]

Жаропрочные малоуглеродистые стали на основе 2-12% хрома благодаря сравнительно низкой стоимости, высокой теплопроводности, малого температурного коэффициента линейного расширения и хорошей релаксационной способности, возможности регулирования механических свойств в широких пределах посредством термической обработки и относительно высокой коррозионно-механической стойкости являются наиболее приемлемыми и отвечают эксплуатационным требованиям, предъявляемым к конструктивным элементам технологических установок нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. Повышение содержания хрома и дополнительное легирование карбидообразующими присадками оказывают положительное влияние на коррозионную стойкость этих сталей в горячих средах основных процессов переработки нефти, коррозионная активность которых прежде [c.94]

Сварка коррозионно-стойких, жаропрочных сталей и сплавов. Стали и сплавы этого класса обладают хорошей свариваемостью. Однако теплофизические свойства и склонность к образованию в шве и околошовной зоне горячих трещин определяют некоторые особенности их сварки. Характерные для большинства сталей и сплавов низкая теплопроводность и высокий коэффициент линейного расширения обусловливают при прочих равных условиях (способе сварки, геометрии кромок и др.) расширение зоны проплавления и областей, нагретых до различных температур, и увеличение суммарной пластической деформации металла шва и околошовной зоны. Это увеличивает коробление конструкций. Поэтому следует применять способы и режимы сварки, характеризующиеся максимальной концентрацией тепловой энергии. Оценка возможностей дуговых способов сварки по толщине детали дана в табл. I. [c.28]

Уменьшающиеся величины деформации при термоциклировании положительно влияют на термическую усталость. Этого можно достичь за счет уменьшения коэффициента линейного расширения и увеличения теплопроводности материала, но при этом не должно наблюдаться снижение жаропрочности. Достичь изменения теплофизических и механических свойств одновременно за счет изменения структуры и химического состава материала сложно. Повысить прочность и жаропрочность можно с помощью легирования, но теплопроводность при этом уменьшается. [c.142]

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]

Зависимости теплопроводности и коэффициента линейного расширения от температуры для четырех типичных жаропрочных сплавов показаны на рис. 27, 28. [c.257]

Применение порошковой металлургии позволяет повысить пластичность этих хрупких тугоплавких соединений. В качестве металлической связки выбирают металлы и сплавы, жаропрочность которых близка жаропрочности тугоплавких соединений. Они должны не образовывать химических соединений, быть мало растворимыми в тугоплавких соединениях, а также иметь близкие значенпя коэффициентов линейного расширения, теплопроводности и модуля упругости. [c.620]

При трении на соприкасающихся поверхностях возникают высокие температуры, поэтому материалы, предназначенные для работы тормозов при форсированных режимах, должны быть достаточно жаропрочными и обеспечивать возможно меньшую температуру на поверхностях трения. Последнему способствует а) высокая теплопроводность, б) высокая теплоемкость, в) пластичность поверх- -ностных слоев. Для уменьшения склонности к трещинообразованию вследствие термических напряжений материал должен обладать наименьшим коэффициентом линейного расширения. [c.343]

При сварке нержавеющих и жаропрочных сталей аустенитного класса необходимо учитывать низкую теплопроводность, более высокий коэффициент линейного расширения, чем у малоуглеродистой стали, и склонность к межкристаллитной коррозии. Чтобы уменьшить склонность стали к межкристаллитной коррозии и коробление, сварку аустенитных хромоникелевых сталей необходимо вести так, чтобы обеспечить наименьшую зону нагрева, максимальную скорость сварки и быстрое охлаждение. При газовой и дуговой сварке покрытыми электродами выполнение этих условий затруднено, так как имеют место замедленный нагрев (при газовой сварке) и медленное охлаждение после сварки. Поэтому возможен перегрев околошовной зоны и появление межкристаллитной коррозии. [c.108]

Характерные качества Небольшой коэффициент линейного расширения, высокая прочность и износостойкость, хорошая прирабатываемость, высокая теплопроводность, низкий удельный вес Малый коэффициент линейного расширения, очень хорошие антифрикционные качества, низкий удельный вес Весьма малый коэффициент линейного расширения, наилучшие антифрикционные качества, высокая поверхностная твердость при повышенных температурах, низкий удельный вес Высокая жаропрочность, наивысшая теплопроводность Весьма малый коэффициент линейного расширения, наивысшая износостойкость, низкая теплопроводность, большой удельный вес [c.69]

Материалы, применяемые для изготовления форсажных камер, должны быть стойкими к действию теплосмен и короблению. Детали, например, топливных коллекторов подвергаются резким, в течение 1. .. 2 с, изменениям температуры от 900. .. 1000 до 100. .. 200 °С. В этом отношении преимущество имеют материалы, которые при высокой жаропрочности обладают меньшим коэффициентом линейного расширения и большей теплопроводностью. [c.469]

Все жаропрочные сплавы обладают примерно в два раза меньшей теплопроводностью и в полтора раза большим коэффициентом линейного расширения по сравнению с конструкционными углеродистыми сталями. Поэтому при сварке жаропрочных сплавов возникают дополнительные трудности — возможность перегрева металла, появления прожогов, сильного коробления изделий, образования трещин. [c.153]

Лля перлитных и модифицированных 12%-ных хромистых сталей в состоянии после термической обработки (закалка или нормализация и высокий отпуск) в отличие от аустенитных характерны высокие пределы текучести и прочности при комнатной температуре, способность эффективного перераспределения напряжений, существенно меньший коэффициент линейного расширения и большая теплопроводность. Кроме того, 12- и 1 %-ные хромистые жаропрочные стали, а также жаропрочные перлитные стали, термически обработанные по специальным режимам, нечувствительны к надрезу при испытаниях на длительную прочность. [c.46]

Влияние различных факторов на термическую усталость довольно противоречиво и с трудом поддается краткому резюмированию. Прежде всего отметим, что сопротивление термической усталости должны повышать все факторы, уменьшающие температурную деформацию, но без ухудшения полезных механических свойств. Сюда относятся уменьшение коэффициента линейного расширения и увеличение теплопроводности. Неоднократно отмечавшееся сильное влияние покрытий связано с их одновременным влиянием на тепловые и механические свойства. Нередко с изменением состава и структуры влияние теплофизических и механических свойств оказывается противоположным. Так, например, при переходе к более легированным сплавам прочость и жаропрочность обычно растут, но теплопроводность уменьшается. Для сопротивления термической усталости первое из этих изменений полезно, второе — вредно. Однако предварительное сопоставление материалов по их сопротивлению термической усталости весьма условно и потому часто оценку получают при испытаниях в условиях, близких к эксплуатационным. [c.223]

Седла клапанов. Седла клапанов двигателей внутреннего сгорания работают в особо тяжелых ударно-переменных нагрузках и высоких температурных (700 - 1000°С) режимах. Поэтому к жаропрочному материалу для седел клапанов предъявляют особые требования необходимы высокая жаростойкость и сопротивление к газовой эрозии, коррозия и ползучести, высокие механические свойства, хорошая теплопроводность и небольшой коэ(1зфициент линейного расширения. В составе чугуна, кроме основных элементов (С, Si, Мп, S, Р), содержатся карбидообразующие элементы 2,75 - 3,25% Сг 4 - 5% Мо и до 0,3% Ni. [c.66]

Так, при одинаковой прочности (например, 0 =450 МПа) изделия из титановых сплавов в 1,8 раза легче стальных. У этих сплавов хорошие жаропрочные свойства и отсутствует хладноломкость, в том числе при очень низких температурах. Титановые сплавы практически превосходят нержавеющие стали, медные и никелевые сплавы в стойкости против коррозии в морской воде, а также в таких агрессивных средах, как влажный хлор, горячая азотная кислота высокой концентрации и др. Титановые сплавы немагнитны, обладают низкой теплопроводностью и малым коэффициентом линейного расширения. Вместе с тем они уступают сталям, особенно с повышенным содержанием углерода, в твердости и износостойкости. Титановые сплавы удовлетворительно обра-батьгоаются резанием, могут свариваться. [c.197]

В развитии циклического деформирования при иейзотермиче-ском нагружении в силу специфики эксплуатационных режимов и конструктивных особенностей детали весьма существенна роль циклических термических напряжений [6, 29, 72, 100], которые усиливают повреждающий эффект, действуя совместно с напряжениями от механической циклической нагрузки, вызывая в ряде случаев деформирование за пределами упругости. Последний вид неизотермического нагружения наблюдается в поверхностных объемах деталей машин вследствие малой теплопроводности теплостойких сталей и жаропрочных сплавов, их высокого коэффициента линейного расширения и больших скоростей нагрева и охлаждения агрегатов и оборудования. [c.34]

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

Выполнение дисков и цельнокованых роторов больших размеров из жаропрочных материалов (ау-стенитных сталей и сплавов) затруднено ввиду опасности появления дефектов. Кроме того, жаропрочные сплавы обладают сравнительно низкой теплопроводностью и большим коэффищ1ентом линейного расширения. Такое сочетание свойств не позволяет производить быстрое изменение нагрузки ввиду появления больших температурных напряжений. Поэтому диски и цельнокованые роторы выполняют обычно из сталей перлитного или ферритного класса, обладающих более благоприятными, характеристиками, но допускающих значительно более низкие температуры — примерно 500—550 °С. Это вынуждает применять охлаждение дисков даже при сравнительно низких температурах газа. [c.404]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...