- •2. Атомно-кристаллическое строение металлов
- •Строение реальных кристаллов
- •Аллотропические модификации металлов
- •3.2. Механизм процесса кристаллизации
- •3.3. Аморфное состояние металлов
- •3.4. Реальная форма кристаллических образований
- •3.5. Получение монокристаллов
- •3.6. Жидкие кристаллы
- •3.7. Строение стального слитка
- •3.8. Методы исследования структуры
- •4.2.2. Твердость – способность материалов сопротивляться пластической или упругой деформации при внедрении в него более твердого тела, которое называется индентором.
- •4.3. Конструкционная прочность металлов и сплавов
- •4.4. Пути повышения прочности металлов
- •4.5. Влияние нагрева на строение и свойства деформированного металла (рекристаллизация)
- •5.2. Химические соединения
- •5.3. Электронные соединения (фазы Юм – Розари)
- •5.4. Механические смеси
- •6. Диаграмма состояния
- •6.1. Построение диаграмм состояния (равновесия)
- •6.2. Правило отрезков или правило рычага
- •6.3. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов ( I рода)
- •Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии (III рода)
- •6.7. Диаграмма состояния для сплавов, испытывающих полиморфные превращения
- •6.8. Связь диаграммы состояния сплава с его свойствами
- •7 Анализ диаграммы «железо - углерод»
- •7.1. Характеристика линий и точек диаграммы Fe – Fe3c
- •Механические свойства некоторых марок серых чугунов (гост 1412-85)
- •8.2. Превращения в стали при нагреве - образование аустенита (I превращение)
- •8.4. Перлитное превращение
- •8.5. Бейнитное превращение
- •9.2. Классификация видов термической обработки
- •9.3. Способы закалки
- •9.4. Закаливаемость и прокаливаемость
- •10. Внутренние напряжения
- •11. Отпуск
- •12. Химико-термическая обработка (хто)
- •12.1. Цементация стали
- •13. Термомеханическая обработка
- •14.2. Влияние легирующих элементов на кинетику распада аустенита
- •14.5. Принципы комплексного легирования
- •14.6. Технологические особенности термической обработки легированной стали
- •15. Конструкционные материалы
- •15.1. Классификация конструкционных сталей
- •16. Инструментальные стали и сплавы
- •16.1. Режущие стали
- •16.2. Быстрорежущие стали
- •16.3. Твердые peжyщие сплавы
- •16.4. Штамповые стали
- •16.5. Стали для измерительных инструментов
- •17.2. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы
- •17.3. Криогенные стали и сплавы
- •17.4. Магнитные стали и сплавы
- •17.5. Сплавы с особенностями электросопротивления
- •17.6. Сплавы с высоким электросопротивлением
- •17.7. Сплавы с заданным коэффициентом теплового расширения
- •Технические железоникелевые сплавы относятся к сталям аустенитного класса.
- •17.8. Сплавы с заданными упругими свойствами
- •18.2. Алюминиевые сплавы
- •18.5. Антифрикционные сплавы
- •Список использованных источников
- •Содержание
17.3. Криогенные стали и сплавы
Под криогенными сталями и сплавами подразумевают металлические материалы для машин и оборудования, предназначенные для получения, перевозки и хранения сжиженных газов и, следовательно, эксплуатируемых до температур кипения: кислорода (-183 оС), азота (-196 оС), неона (-247 оС), водорода (-253 оС) и гелия (-269 оС), а также сжиженных углеводородов (метила, бутана) (-80...-180 °С).
Стали, работающие при низких климатических температурах (до -50оС), - это стали северного исполнения; от комнатной температуры до -80 оС (4,2 К - температура кипения жидкого гелия) - это криогенные стали аустенитного класса, одновременно нержавеющие.
Сталь 12X18H20 - сталь со стабильным аустенитом, который не претерпевает превращений при низких температурах. При всех температурах σ0,2 / σв = 0,5 (12Х18H10, 12X13AГ19).
Хромоникелевые стали имеют:
- высокую ударную вязкость KCV > 2000 кДж/м2 при комнатной температуре и всех температурах вплоть до –253 °С (кипение жидкого водорода);
- вязкий излом.
Никель снижает порог хладноломкости, повышает прочность стали (σв), увеличивает ударную вязкость (KСV) при -196 °С.
Стали 07Х21Г7АН5 с σ0,2 = 400 МПа и 03Х13Н9Д2ТМ с σ0,2 = 800 МПа являются высокопрочными криогенными сталями.
17.4. Магнитные стали и сплавы
Основными характеристиками магнитных сталей и сплавов являются магнитные свойства:
- остаточная индукция Br (измеряется в гауссах (Гс));
- коэрцетивная сила Нс (измеряется в эрстедах (Э));
- магнитная проницаемость (измеряется в Гc/Э).
Магнитная проницаемость определяется по формуле: μ = В /Нс. Если μ > 1, то материал парамагнитен, если μ < 1 – материал диамагнитный.
К ферромагнитным материалам относятся Fe, Co, N1, имеющие μ »1.
Магнитные сплавы в зависимости от коэрцетивной силы (Нс ) и магнитной проницаемости (μ ) делятся на:
- магнитотвердые сплавы с большой Нс и малой μ, применяющиеся для изготовления постоянных магнитов. Эти высокоуглеродистые, легированные сплавы (ЕХ, ЕХ3, ЕХ5К5, сплав ЮНДК24) имеют высокую твердость, хрупкость и не обрабатываются резанием. Магниты из магнитотвердых сплавов изготавливают литьём или спеканием из порошков;
- магнитомягкие сплавы с малой Нс и высокой μ.
К ним относятся :
- электротехническое железо (Армко) марок Э, ЭА, ЭАА для изготовления сердечников, полюсных наконечников электромагнитов, реле;
- электротехническая сталь, которая по содержанию кремния делится на низколегированную (0,8 – 1,8 % Si) (динамная сталь), среднелегированную (1,8 - 2,8 % Si), повышенно-легированную (2,8 – 3,8 % Si) и высоколегированную (3,8 – 4,8 % Si) (трансформаторная сталь);
- железоникелевые сплавы (пермаллои), содержащие 45-80 % Ni, дополнительно легированные Cr, Si, Mo и имеющие высокую магнитную проницаемость. Пермаллой 79НМ (79 % N1, 4 % Мо) после специальной термической обработки имеет магнитную проницаемость μ0 - 30 000 и μmax - 22O 000 Гс/Э. Применяют эти сплавы в телефонах и радио (слабые электромагнитные поля).
- ферриты, получаемые спеканием порошков ферромагнитной окиси железа Fe2O3 и окислов двухвалентных металлов МО (ZnO, NiО, MgO). В отличие от других магнитомягких материалов у ферритов очень высокое электросопротивление (1012 0м * см), и работают они в области высоких и сверхвысоких частот.