Um7.ru

Аренда стройтехники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Легирующие элементы в жаропрочных сплавах

Легирующие элементы в жаропрочных сплавах

Практически все жаропрочные сплавы создаются на металлургических производствах с использованием технологии легирования. Сущность технологии заключается в расширении химического состава и усложнении структуры базовой основы сплава путем введения в него различных легирующих элементов. В конечном итоге сплав приобретает жаропрочность – способность длительное время сохранять механическую прочность и коррозионную стойкость при высоких температурах эксплуатации.

Маркировка легированных сталей

Марка легированной качественной стали состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих ее химический состав. Легирующие элементы имеют следующие обозначения (ГОСТ4547-71): хром (X), никель (Н), марганец (Г), кремний (С), молибден (М), вольфрам (В), титан (Т), алюминий (Ю), ванадий (Ф), медь (Д), бор ( Р ) , кобальт ( К ) , ниобий ( Б ) , цирконий (Ц). Цифра, стоящая после буквы, указывает на содержание легирующего элемента в процентах. Если цифра не указана, то легирующего элемента содержится до 1,5%. В конструкционных качественных легированных сталях две первые цифры марки показывают содержание углерода в сотых долях процента. Кроме того, высококачественные легированные стали имеют в конце марки букву А, а особо высококачественные – Ш.

Например, сталь марки 30ХГСН2А: высококачественная легированная сталь содержит 0,30% углерода, до 1% хрома, марганца, кремния и до 2% никеля; сталь марки 95Х18Ш: особо высококачественная, выплавленная методом электрошлакового переплава с вакуумированием, содержит 0,9-1,0% углерода; 17-19% хрома, 0,030% фосфора и 0,015% серы.

Легированные конструкционные стали делят на цементуемые, улучшаемые и высокопрочные.

Применение углеродистой стали

Стоит отметить, что определенный вид и марка стали имеет свою область применения. Так, углеродистая инструментальная сталь высокой и повышенной прочности различных марок используется для производства слесарных зубил, молотков, отверток, кос, столярных инструментов, пил, ножниц, ножей рубильных машин, токарных резцов по дереву.

Читайте так же:
Самодельный снегоход видео чертежи

Из низкоуглеродистых сталей изготавливают разные изделия с помощью холодной штамповки, а также для небольших деталей (малонагруженных зубастых колес, толкателей). Среднеуглеродистые стали также применяются для изготовления деталей небольших размеров – шестерней, шатунов, маховых колес. Стали с самым высоким содержанием углерода – высокоуглеродистые — используются для производства пружин различных размеров и рессор разных видов.

Из качественной углеродистой стали марок У7, У8Г, У9, У12 и У13 производят сверла, кузнечные инструменты, резцы, а также инструменты для обработки камня и дерева.

Группы сталей по химическому составу

Классификацией озвучиваются стали в зависимости от образующих их химических элементов:

  • Углеродистые марки стали.
  • Легированные.

При этом обе эти группы дополнительно разделяются еще и по количеству содержащегося в них углерода на:

  • Низкоуглеродистые (карбона менее 0,3%).
  • Среднеуглеродистые (концентрация карбона равно 0,3 – 0,7 %).
  • Высокоуглеродистые (карбона более 0,7%).

легированная сталь марки

Виды нелегированной стали

Нелегированная сталь может быть таких видов:

  • Для железнодорожного литья – это стрелки, рельсы, а также другие изделия для создания железнодорожных путей. Также изготавливаются колеса и оси, то есть все конструкции, к которым предъявляются высокие требования надежности;
  • Сталь 10895 – чаще всего такие детали используют в магнитных цепях для электрических приборов. Это достаточно пластичная сталь, которая может обрабатываться в горячем состоянии; нелегированная сталь;
  • Высокоуглеродистая сталь;
  • Среднеуглеродистая;
  • Низкоуглеродистая.

Углеродосодержащие стали являются одними из самых доступных по своей стоимости, ведь их состав очень прост и не требует использования никаких дорогостоящих ферросплавов.

Свойства низколегированных сталей

Применение различных легирующих добавок и их комбинаций позволяет получать требуемые характеристики металла.

  • Кремний – единственный неметаллический элемент, применяемый для легирования. Его преимущества: дешевизна и однозначная зависимость твердости сплава от процентного содержания Si. Востребован при выплавке недорогих строительных сталей, применяется в сочетании с марганцем, например, в марках 09Г2С, 10ГС. Особенность низколегированных сталей с содержанием марганца более 1% – устойчивость к ударным нагрузкам.
  • Хром – служит для повышения твердости и устойчивости стали к образованию и развитию очагов коррозии. Коррозионную стойкость также улучшают молибден, титан, никель.
  • Медь – повышает пластичность. Но при избыточной концентрации этого элемента происходит налипание стали на смежные металлические поверхности. Для конструкционных легированных сталей, работающих в условиях интенсивного трения, это является большим недостатком.
  • Вольфрам и молибден повышают теплостойкость, особенно при продолжительной эксплуатации при повышенных температурах.
  • Ванадий – применяется в комплексном легировании, способствует созданию равномерной структуры.

Низколегированные стали, помимо химического состава, различаются по отсутствию или наличию дополнительной термической обработки (закалка+отпуск, нормализация+отпуск), отжига, а также способности к свариваемости.

Полезные примеси стали

Если говорить о веществах, которые улучшают характеристики металла, то к ним относится:

  • хром – увеличивает коррозионную устойчивость и твердость, при большом содержании хрома сталь становится нержавеющей;
  • никель – увеличивает прочность и пластичность сплава;
  • алюминий – способствует увеличению жаростойкости и устойчивость к образованию окалины;
  • вольфрам – увеличивает красностойкость и твердость металла за счет способности образовывать карбиды (сверхтвердые соединения);
  • кобальт – увеличивает жаростойкость и удароустойчивость;
  • титан – уменьшает содержание вредного кислорода, повышает коррозионноустойчивость и обрабатываемость;
  • ванадий – как и титан, считается эффективным раскислителем, увеличивает плотность и прочность металла.

Перечень отнюдь не исчерпывающий, существуют и другие элементы, улучшающие качества стали. Именно они используются при выплавке легированных, нержавеющих и жаропрочных сталей. Узнать о составе металла можно из обозначения той или иной марки стали.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector