Стойкость сталей против окисления при высоких температурах

Кремний. Кремний, подобно хрому, способствует образованию ферритной фазы. При наличии в стали хрома и кремния необходимо учитывать суммарное их действие. Хром и кремний, введенные в сталь или железо, ограничивают у Область при меньшем содержании каждого из них, причем это действие непропорционально их концентрации, так как кремний как ферритизатор в 2—4 раза сильнее хрома. Стали с малым содержанием углерода уже при 6% Сг и 2% 51 относятся к сталям полуферритного класса, а при большем содержании кремния — к сталям ферритного типа. Кремний уменьшает чувствительность сталей типа 18-8 к межкристаллитной коррозии, а также повышает стойкость стали против окисления при высоких температурах. Например, хромоникелевые стали с содержанием 2—3% 81 обладают высокой стойкостью к образованию окалины, т. е. являются жаростойкими. Однако высокое содержание кремния увеличивает склонность к образованию трещин аустенитных сталей при повышенных температурах. [c.29]

Стойкость сталей против окисления при высоких температурах [c.916]

Введение в сталь хрома в количестве до 12% делает ее устойчивой против окисления при температурах до 900°, а при увеличении содержание хрома до 25% окалиностойкость возрастает до 1000—1100°. Аналогично хрому влияют кремний п алюминий, присадка которых к хромистым и хромоникелевым сталям повышает стойкость этих сталей против окисления при высоких температурах. Ванадий и молибден, наоборот, снижают окалиностойкость. Введение в сталь хрома, алюминия и кремния [c.329]

При обработке отливок следует обратить внимание на следующие способы, дающие при соответствующих условиях повышение надежности и наибольший технико-экономический эффект дробеструйная обработка стальных деталей, работающих с переменными нагрузками покрытие алюминием стальных и чугунных отливок для повышения стойкости против окисления при высоких температурах диффузионное хромирование стальных отливок с целью увеличения коррозионной стойкости поверхностная закалка (газовая или индукционная) стальных или чугунных отливок, подвергающихся истиранию или ударам пористое хромирование рабочих поверхностей отливок из алюминиевых сплавов, подвергающихся износу электролизное антикоррозионное оксидирование отливок из сплавов алюминия металлизация распылением (цинком, алюминием, латунью, медью, сталью и т. д.), увеличивающая коррозионную стойкость и износостойкость. [c.369]

Сопротивляемость окислению придают стали элементы, имеющие большее сродство к кислороду, чем железо, такие, как хром, кремний и, в особых случаях, алюминий, а сопротивляемость ползучести — карбидообразующие элементы, такие, как хром, молибден и ванадий. Для изделий, работающих при относительно низкой температуре, наибольшую практическую ценность представляют добавки до 30% Сг, который придает стали очень высокое сопротивление коррозии, однако 12% является предельной добавкой хрома, которая делает ферритную матрицу пригодной для эксплуатации при высокой температуре, так как стали с более высоким содержанием хрома становятся хрупкими при 455° С. Если добавка хрома необходима для повышения стойкости против окисления при высокой температуре, то ее необходимо сочетать с добавкой никеля и, возможно, марганца, которые вместе с углеродом и азотом стабилизируют аустенит. Более высокое содержание хрома увеличивает сопротивление окислению и позволяет еще повысить рабочую температуру, однако в то же время способствует образованию а-фазы, появление которой приводит к хрупкости стали после длительных выдержек при температуре >600° С. Увеличение содержания никеля подавляет образование а-фазы. Когда требуются исключительная стойкость к коррозии и специальные механические свойства, прибегают к использованию сплавов на основе никеля. Так, например, сплав 800 имеет наилучшее сочетание механических свойств, а сплав 50% Сг и 50% Ni обладает наивысшей стойкостью против окисления. [c.176]

Развитие техники, потребности авиационной, энергетической, химической и других отраслей промышленности предъявляют особые требования к сталям например, способность сопротивляться коррозии и действию химических агрессивных сред стойкость против окисления при высоких температурах обладание особыми магнитными свойствами износостойкость и др. (ГОСТ 5632—61 ). [c.51]

Силицированием называется процесс насыщения поверхностного слоя стали и чугуна кремнием для повышения износостойкости, коррозионной стойкости против окисления при высоких температурах (до 1200°С) и действия кислот. Силицирование осуществляется в твердых, жидких и газообразных средах. [c.66]

Обычно в такие стали для повышения их жаропрочности вводят специальные легирующие элементы (Мо, V, У), которые повышают температуру разупрочнения металла при нагреве и стойкость ме-, талла к разупрочнению. Для одновременного повышения жаростойкости стали в ее состав вводят Сг, создающий защитную пленку оксидов на поверхности металла (жаростойкость — устойчивость против окисления при высоких температурах). Применяют жаропрочные стали, как правило, после термообработки (нормализация с отпуском, закалка с отпуском и др.). [c.332]

Присадка кремния к стали типа 25-20 еще в большей степени повышает ее стойкость против окисления при высоких температурах и особенно в атмосфере продуктов сгорания топлива с повышенным содержанием серы [2]. В восстановительных средах эта сталь более устойчива против науглероживания по сравнению с обычными хромоникелевыми сталями. Однако присадка кремния увеличивает склонность к образованию 0-фазы при длительном нагреве (рис. 49), что несколько снижает пластич- [c.1398]

Для металлических частей арматуры и деталей печей, работающих при высоких температурах, применяются окалиностойкие и жаропрочные стали. Окалиностойкостью называется свойство сохранять стойкость против окисления при высокой температуре. Жаропрочностью называют свойство сохранять механическую прочность при длительном приложении нагрузки в нагретом состоянии. Окалиностойкость и жаропрочность характеризуются температурой, до которой может применяться материал. Наименьшим окислением обладают стали с однородной (ферритной или аустенитной) структурой с добавкой хрома, который образует на поверхности детали плотную пленку окислов, препятствующую дальнейшему окислению стали. Для получения аустенитной структуры наряду с хромом вводят никель, а с целью повышения жаропрочности небольшие добавки вольфрама, молибдена, титана. Сплавы, которые можно применять для внутренней арматуры кузнечных печей, приведены в табл. 131. [c.202]

Содержание хрома в стали увеличивает ее твердость и прочность в отожженном и особенно в закаленном состоянии, а также увеличивает стойкость против истирания. На пластичность стали добавка хрома влияет незначительно. Наличие хрома более 1,0—2,0% значительно повышает устойчивость стали против окисления при нормальных и высоких температурах. Присутствие даже незначительных количеств хрома (0,5%) в стали усложняет ее сварку, так как хромистая сталь приобретает закалку при остывании сварного шва даже на спокойном воздухе. По этой же причине трубы при наличии в их металле даже небольших количеств хрома подвергаются обязательной термообработке после горячего гнутья. [c.27]

Силицированием называется процесс насыщения поверхности стали кремнием путем диффузии его в железо при высоких температурах. Силицирование применяется для повыщения химической стойкости простой углеродистой стали, чугуна. Известно, что добавки кремния к простой углеродистой стали (в пределах растворимости кремния в твердом состоянии в железе) вызывают повышение сопротивления стали окислению при высоких температурах (до 800—850°), а также повышение коррозионной стойкости против воздействия ряда кислот (азотной, соляной и т. п.). [c.197]

При содержании 5 /о Сг сталь окалиностойка до 600°, при 10 /о Сг — до 700— 750° (рис. 7) [4, 5]. Иногда в стали этого типа вводят кремний и алюминий для еще большего повышения сопротивления окислению при высоких температурах легирование титаном или ниобием проводят для устранения эффекта самозакаливания ванадий добавляют для повышения прочности при высоких температурах и для увеличения стойкости против водородной коррозии [18]. [c.1352]

Как уже указывалось, увеличение содержания хрома в железоуглеродистых сплавах способствует повышению стойкости против окисления, а также улучшению, коррозионной стойкости в атмосферных условиях. Мягкое железо, малоуглеродистая сталь и низколегированные молибденовые стали, применяемые в котло-турбостроении, обладают удовлетворительной жаростойкостью до 450—500° С. При 600° С они уже показывают высокие потери в весе и интенсивно окисляются. Введение 5% Сг увеличивает стойкость против окисления при температуре до 600° С, а при введении 10% Сг — до 700° С. [c.72]

В последние 10 лет палладиевые припои стали применять также для пайки керамики и графита со сталью или тугоплавкими металлами. Палладиевые припои, легированные тугоплавкими металлами — ниобием, молибденом и ванадием, образуют паяные швы повышенной стойкости в парах щелочных металлов (табл. 44). Припои 1 и 3 предназначены для пайки керамики с металлами, соединения которых работают в парах щелочных металлов. Введение иттрия и тугоплавких металлов в припои системы Pd—Au— r—Ni (припой 5) обеспечивает высокую стойкость паяных соединений против окисления при температуре 870—982° С в течение более 400 ч. [c.141]

Титан и сплавы на его основе — сравнительно новый конструкционный материал, имеющий большое будущее благодаря высокой удельной прочности в интервале 450—500 °С и хорошую коррозионную стойкость во многих средах. По прочности и коррозионной стойкости этот материал в ряде случаев превосходит нержавеющую сталь. Титан — серебристо-белый легкий металл с плотностью 4,5 г/см (плотность на 40 % меньше стали и только на 70 % больше алюминия) и температурой плавления 1650—1670°С. Свойства титана и его высокая температура плавления требуют при сварке концентрированного источника теплоты. Однако более низкий коэффициент теплопроводности и более высокое электрическое сопротивление создают условия для потребления меньшего количества электроэнергии по сравнению со сваркой стали и, особенно, алюминия. Титан практически не магнитен, поэтому при сварке заметно уменьшается магнитное дутье. Главным отрицательным свойством титана является его способность активно взаимодействовать с газами при повышенных температурах. При комнатной температуре титан весьма устойчив против окисления, но при высокой температуре он легко растворяет кислород, что приводит к резкому повышению прочности и снижению пластичности. Содержание кислорода в титановых сплавах, используемых для сварных конструкций, должно быть не более 0,15%. По эффективности воздействия на тнтан азот является более энергичным элементом, чем кислород и резко повышает его прочностные свойства, понижая пластические. Максимально допустимое содержание [c.15]

Экспериментальные данные табл. 15 свидетельствуют о высокой устойчивости композиционных покрытий (Ti— r)N, (Zr/Hf— r)N и (Ti/Nb— r)N, которые значительно повышают стойкость образцов из твердых сплавов и быстрорежущих сталей против окисления на воздухе при повышенных температурах по сравнению с одинарными нитридами тугоплавких металлов. [c.71]

Следует, однако, отметить, что при сварке в окислительной защитной среде (флюс, углекислый газ) и при оптимальном содержании раскислителей в сварочной ванне окисление углерода в зоне сварки при высоких температурах и выделение окиси углерода из жидкого металла сварочной ванны до его кристаллизации может даже уменьшить вероятность образования пор, вызываемых азотом и водородом, так как вместе с пузырьками окиси углерода из жидкого металла сварочной ванны удаляются азот и водород. Наличие раскислителей успокаивает ванну к началу кристаллизации, и шов получается достаточно плотным. Однако к описанному методу прибегают лишь в отдельных случаях и при этом рассчитывают, чтобы содержание углерода в металле шва не превышало пределов, допустимых с точки зрения стойкости сварных швов против образования горячих трещин. Необходимо также иметь в виду, что при чрезмерном увеличении содержания углерода в сварочной ванне (например, при сварке высокоуглеродистых конструкционных сталей с содержанием 0,40% С и более) возможность образования пор в швах может возрастать при режимах сварки, обусловливающих минимальное время пребывания металла ванны в жидком состоянии (сварка тонкой проволокой толстого металла с узкой разделкой кромок на малых режимах). [c.68]

Кремний. Кремний в стали подобно хрому действует как ферритообразующий элемент, сильно ограничивая у-область. При введении в железо 1,8% 51 наступает полное ограничение у-области. Сплавы при нагреве и охлаждении ведут себя, как ферритные, не-имея превращений у При наличии в стали хрома и кремния необходимо учитывать суммарное их действие. Так, хром- и кремний, введенные в сталь или железо, вызывают ограничение у-облг-сти при меньшем содержании каждого из них, причем это действие непропорционально их концентрации, так как кремний, как фер-ритизатор, в 2—4 раза сильнее хрома. Кремний уменьшает чувствительность сталей типа 18-8 к межкристаллитной коррозии, а также повышает стойкость стали против окисления при высоких температурах. Так, например, хромоникелевые стали с содержанием 2—3% 51 обладают высокой стойкостью к образованию окалины, т. е. являются жароупорными. Однако с увеличением содержания кремния в стали процесс кислородной резки затрудняется. [c.26]

Благодаря высокому содержанию хрома сталь ЭИ992 обладает большей стойкостью против окисления при высоких температурах, а ввиду повышенного содержания углерода и добавке никеля — лучшей жаропрочностью но сравнению со сталью 4Х9С2. Однако по сравнению с аустенитными сталями жаропрочность стали ЭИЭ92 значительно хуже. [c.130]

Для изготовления различных деталей газотурбинных установок, работающих при небольших нагрузках (турбовозы, газовые стационарные турбины), а также для крепежных деталей применяют сталь 40Х15Н7Г7Ф2МС, в которой никель частично заменен марганцем. Упрочнение стали достигается закалкой от 1170— 1190°С в воде (на воздухе) и старением при 800 °С в течение 8— 10 ч. В процессе старения образуются дисперсные карбиды МазСв и V , которые повышают механические свойства при нормальной и высоких температурах. Стойкость стали против окисления при температурах свыше 700 °С невелика, поэтому детали алитируют или подвергают электролитическому никелированию. [c.307]

Благодаря высокому содержанию хрома сталь ХВ обладает лучшей стойкостью против окисления при высоких температурах, а благодаря повышенному содержанию углерода и добавке никеля обладает лучшей жаропрочностью, чем сильхромовая сталь марки Х9С2. Однако по сравнению с аустенитными сталями жаропрочность стали ХВ значительно ниже. [c.94]

Сталь марки Х23Н18 больше известная под обозначением 25-20, широко применяется в машиностроении при изготовлении окалиностойких деталей. Она сочетает достаточно высокую стойкость против окисления при высоких температурах с хорошей жаропрочностью. [c.372]

Кремний, если он содержится в стали в небольшом количестве, особого влияния на ее свойства не оказывает. При повышении содержания кремния значительно улучшаются упругие свойства, магнитопроницаемость, сопротивление коррозии и стойкость против окисления при высоких температурах. [c.101]

Хромоникелевая сталь типа 23-13 (ЭИ319) Высокое содержание хрома в этой стали предопределяет ее повышенную стойкость против окисления при высоких температурах (до 900—1000°) сталь применяется обычно для изготовления жаропрочных деталей печной арматуры. Механические свойства стали 23-13 близки к свойствам стали типа 18-8. Длительный нагрев на 550—750° приводит к падению пластичности и вязкости стали вследствие образования феррита и превращения его в а-фазу. В результате 2000-часового нагрева при 600° ударная вязкость сталей типа 23-13 падает с 21 до [c.914]

Сталь этой марки обладает повышенной стойкостью против окисления при высоких температурах (до 900—1000° С). Сталь применяется обычно для изготовления окалиностойких деталей печной арматуры. Механические свойства стали 23-13 близки к свойствам стали типа 18-8. Длительный нагрев на 550—750° С приводит к охрупчиванию стали вследствие образования феррита и образования из негоа-фазы. После 2000-часового нагрева стали при 600° С ударная вязкость падает с 21 до 0,8— 1,6 кГм1см [46]. [c.688]

По данным О. Кубашевского и Б. Гоп-кйнса [43], небольшие добавки меди в количестве 0,8—2,2% несколько улучшают стойкость стали против окисления на воздухе при высоких температурах. В работах других авторов [22, 73] указывается, что медь не оказывает влияния на жаростойкость стали. В практике для повышения жаростойкости стали медь не вводится. [c.27]

Стал , содержащие 6—10% никеля и 12—14% хро ма, имеют устойчивую структуру аустенита, что обеспечив ает им значительную прочность, высокую пластичность, высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах и хорошую сопротивляемость окислению при высоких температурах. Другие легирующие элементы способствуют образованию феррита, получению мелкозернистой структуры и приданию других свойств металлу, в состав которого их добавляют. Содержание углерода в стали сказывается сильнее, чем других легирующих элементов. При температуре 500—800 °С в сталях, содержащих 0,02% С, наблюдается диффузия углерода к поверхности зерен, где он образует с хромом устойчивые соединения, называемые карбидами. В результате на границах зерен сплав обедняется хромом, и сталь приобретает склонность к межкристал-литной коррозии. Стойкость против межкристаллитной коррозии л 38 [c.138]

Жаростойкость. Жаростойкие стали и сплавы. Под жаростойкими (окалиностойкими) сталями понимают стали, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности при высокой температуре (свыше 550 °С). При нагреве стали происходит окисление поверхности и образуется оксидная пленка (окалина). Дальнейшее окисление определяется скоростью проникновения атомов кислорода через эту пленку. До температуры 570 °С окалина на железе состоит из оксидов Fe O и FejOj. Они являются относительно плотными и скорость проникновения атомов кислорода через них невелика. При температуре выше 570 °С окалина состоит в основном из рыхлого оксида РеО. Через пленку этого оксида атомы кислорода проникают очень легко и скорость окисления многократно возрастает. [c.176]

На основе этой цассивации стало возможным выпускать улучшенными некоторые типы счетчиков Гейгера. Другим примером могут служить прямые и изогнутые длинные трубы малого сечения из нержавеющей стали, отполированные изнутри. Благодаря устранению поверхностных слоев, загрязненных окислением и науглероживанием, трубы стали более устойчивыми против нормальной воды высокой температуры и высокого давления и против тяжелой воды. Лопатки паровых турбин и детали насосов, отлитые из высококачественных сталей, становятся устойчивее после электролитического глянцевания или полирования. Электролитически отполированная проволока высокого удельного сопротивления приобретает повышение стойкости против окисления при отсутствии влаги. Поверхностные слои листового материала из жаропрочных сплавов, употребляемого в турбостроении, часто показывают заметное обеднение хромом, вследствие чего сопротивляемость сухой коррозии уменьшается. Электролитическим полированием зона, бедная хромом, устраняется, и тем самым ограничивается опасность коррозии. [c.273]

Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы. К жаростойким (окалиностойким) относят стали и сплавы, обладаюш,ие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550 °С и работающие в ненагруженном или сла-бонагруженном состоянии. При высокой температуре в условиях эксплуатации в среде нагретого воздуха в продуктах сгорания топлива происходит окисление стали (газовая коррозия). На поверхности стали образуется сначала тонкая пленка окислов, которая с течением времени увеличивается, и образуется окалина. [c.92]

При более высоких температурах, когда азот становится более активным, хромоникелевые стали уже заметно поглощают азот, который создает нитр[1дные фазы. Образование этих фаз понижает содержание хрома в твердом растворе и уменьшает стойкость сплава против окисления. [c.670]

Малоуглеродистая сталь, содержащая около 187о Сг и 9 /o Мп без добавок или с небольшими добавками меди или никеля [14, 12], имеет жаростойкость примерно такую же, как сталь 18-8. Как и у хромоникелевой стали, стойкость ее против окисления зависит от содержания хрома. Однако при высоких температурах хромомарганцовая сталь не обладает ни прочностью хромоникелевой, ни высоким пределом ползучести. Тем не менее, эта сталь имеет преимущество более высокой стойкости в газах, содержащих SOg и H.,S. Опытные данные,, показывающие сравнительную стойкость хромомарганцовой и хромоникелевой (18-8) сталей в соединениях, содержащих серу, представлены в табл. 20. [c.692]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...