Хн, 20х2н4а, 12х17, 29нк, 08х17т, 40кхнм, 12х18н9т, 15х28

1 2 3 4 5 6

План

Лекція 5

Теория сплавов. Стали и сплавы с особыми свойствами 1ПФ.С.04.ПР.О.01.02.04

1.Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали

2.Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы

3.Высокомарганцовистая износостойкая сталь 110Г13Л

4.Магнтитные стали и сплавы

5 Сплавы со специальными свойствами

Углеродистые и низколегированные стали подвержены коррозии, т.е разрушаются от химического воздействия окружающей среды. По механизму протекания процесса различают два вида коррозии: химическую и электрохимическую (аналогичны гальваническим процессам).

Стали, устойчивые против электрохимической коррозии, называют коррозионно-стойкими (нержавеющими). Антикоррозионными свойствами сталь обладает в том случае, если она легирована большим количеством хрома или хрома и никеля.

Хромистые коррозионно-стойкие стали. Содержание хрома в стали должно быть не менее 12%. При меньшем содержании сталь не способна сопротивляться коррозии, так как ее природный потенциал становится отрицательным. Широко применяются стали марок 12Х13, 40Х13, 12Х17, 08Х17Т.

Сталь 12Х13 – противостоит действию слабоагрессивных сред(воздуха, воды, пара), применяется для деталей с повышенной пластичностью (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода).

Сталь 40Х13 – после термообработки сталь обладает высокой твердостью-НRC52…55, применяется для хирургических инструментов, для предметов домашнего обихода и др.

Сталь 12Х17 – более коррозионно-стойкая в кислотных средах, применяется для химического и пищевого оборудования.

Сталь 08Х17Т – с титаном и применяют для тех же целей что и сталь 12Х17, но из нее можно изготавливать сварные конструкции.

Хромоникелевые коррозионно-стойкие стали содержат большое количество хрома и никеля, карбиды хрома, титан и мало углерода - марок 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10. Применяют широко в химической, нефтяной, пищевой промышленности, в автомобилестроении, в транспортном и тяжелом машиностроении.

К жаростойким (окалиностойким) относят стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550°C и работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии. На интенсивность окисления влияет состав и строение окисной пленки. Если она пористая, окисление происходит интенсивно, если плотная – окисление замедляется или прекращается. Для получения плотной (защитной) окисной пленки сталь легируется хромом, кремнием или алюминием. Степень жаростойкости зависит от количества находящегося в стали легирующего элемента.

Сталь 15Х5 содержит 4,5-6,0% хрома жаростойка до температуры 700°C,

сталь 12Х17(17% хрома) – до 900°C, сталь 15Х28 – до 1100-1150°C.

Еще более высокой жаростойкостью (до 1200°C) обладают сплавы на никелевой основе с хромом и алюминием – сплав ХН70Ю(26-29% хрома, 2,8-3,5% алюминия).

К жаропрочным относят стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью (ползучесть).Для углеродистых и легированных конструкционных сталей ползучесть наблюдается при температурах выше 350°C. Жаропрочность характеризуется пределом ползучести, т.е напряжением, вызывающем заданную по значению деформацию (от 0,1 до 1%) за определенный промежуток времени(100, 300, 500, 1000ч) при заданной температуре. Кроме того жаропрочность характеризует предел длительной прочности – напряжение, вызывающее разрушение при данной температуре за данный интервал времени. Марки жаропрочных сталей и сплавов: 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х11МФ, 40Х9С2, 20Х12ВНМФ, 09Х14Н116Б, 45Х4Н14В2М, 40Х15Н7Г7Ф2МС, ХН77ТЮР, ХН55ВМТФКЮ.

Высокомарганцовистая износостойкая сталь 110ГЛ13 содержит 1,2% углерода и 13% марганца. Эта сталь аустенитного класса имеет высокое сопротивление износу (высокая износостойкость сочетается с высокой прочностью и низкой твердостью). Применяют для трамвайных стрелок, щек камнедробилок, козырьков ковшей, черпаков и др.

Магнитные стали и сплавы применяют для магнитов, трансформаторов, сердечников, полюсных наконечников электромагнитов. Магнитные стали и сплавы в зависимости от значений магнитной проницаемости и коэрцитивной силы делят на магнитотвердые и магнитомягкие.

К магнитотвердым сталям относят углеродистые стали У10-У12, хромистые стали ЕХ, ЕХ3, хромокобальтовые ЕХ5К5, специальные магнитные сплавы ЮНДК40Т8АА (14% никеля, 7,5% алюминия, 40% кобальта, 3,5% меди, 7,5% титана, 0,25% кремния).

К магнитомягким сталям и сплавам относятся:

*электротехническое железо(Армко-железо) – марки Э, ЭА, ЭАА;

*электротехническая сталь – низколегированная - марки Э11, Э12, Э13; среднелегированная - марки Э21,Э22; повышеннолегированная – марки Э31,Э32;

высоколегированная – Э41,Э48;

*железоникелевые сплавы (пермаллои) содержат 45-80% никеля, хром, кремний, молибден – наиболее высокие свойства имеет пермаллой марки 79НМ (79% никеля и 4% молибдена);

*ферриты имеют очень высокое удельное электрическое сопротивление, применяют в устройствах, работающих в области высоких и сверхвысоких частот.

К сплавам со специальными свойствами относятся:

- сплавы с высоким электрическим сопротивлением, для электронагревателей, для элементов резисторов и реостатов – железохромоалюминиевые марок Х13Ю4-фехраль, ОХ23Ю5-хромаль, и никелевые сплавы марок Х15Н60 ферронихром, Х20Н80 – нихром; медноникелевые марки МНМц3-12- манганин МНМц40-1,5 –константан используют для изготовления резисторов и реостатов

- сплавы с заданным коэффициентом теплового расширения для геодезических мерных приборов, содержат большое количество никеля - марки 36н-инвар от - 60 до +100°C, марки 29НК от -70 до +420°C

- сплавы с заданными упругими свойствами марки 40КХНМ, 42НХТЮ –это высокопрочные с высокими упругими свойствами, немагнитные, коррозионно-стойкие в агрессивных средах сплавы.

Домашнее задание: [1] Глава 15, подготовиться к тестированию по Лекции 5

Контрольные вопросы к Лекции 5