Вопрос23

Жаропрочные стали перлитного и мартенситного классов

Стали перлитного классаСреди низколегированных сталей высокой жаропрочностью отличаются молибденосодержащие стали, например, хромомолибденовые, хромомолибденованадиевые, хромомолибденовольфрамованадиевые, имеющие достаточно высокие сопротивление ползучести и длительную прочность при температурах до 565–580 °С. Такие стали условно называют теплоустойчивыми. Химический состав теплоустойчивых сталей перлитного класса приведен в ГОСТ 20072–74, ГОСТ 4543–71, ТУ 14-1-1391–75. Они содержат 0,5–3,3 % Cr; 0,25–1,2 % Мо; 0,15–0,8 % V. Некоторые марки содержат 0,3–0,8 % W либо Nb.Эти стали применяют для изготовления различных деталей в котлостроении, работающих длительное время (10 000–100 000 ч) при температурах 500–580 °С, в частности, для паропроводных и пароперегревательных труб, а также для проката и поковок, используемых в турбинах и паровых котлах высокого давления.Механические свойства сортового металла из перлитных сталей, предусмотренные ГОСТ или существующими ТУ, а также рекомендуемые режимы термической обработки приведены в табл. 12.1. Механические свойства при повышенных температурах, определяемые кратковременным испытанием на растяжение, как правило, не регламентируются. Решающее значение имеют нормы длительной прочности и ползучести при рабочих температурах в зависимости от длительности службы за время 10 000–100 000 ч .Стали мартенситного классаСтали мартенситного класса содержат 4,5–12 % Cr, а также в значительно меньшем количестве Ni, W, Mo, V. Стали марок 15Х5, 15Х5М, 15Х5ВФ и 15Х8ВФ широко применяют для изготовления элементов аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов – деталей насосов, задвижек, крепежных деталей, крекинговых труб, работающих при температурах 550–600 °С. Стали этой же группы с более высоким содержанием Cr (6–10 %) и с повышенным содержанием Si (2–3 %), в основном, применяют для изготовления клапанов двигателей внутреннего сгорания.Сталь 11Х11Н2ВМФ применяют для дисков компрессоров и для других деталей, работающих при температурах до 600 °С с ограниченным сроком службы.

Вопрос24

Ковкий чугун

Ковкий чугун находит применение в мелких деталях судового оборудования и снабжения: иллюминаторы, уключины, мачтовые скобы, брештуки, детали паровой и водяной арматуры и т. п. К отливкам из ковкого чугуна прибегают в тех случаях, когда изготовление из серого чугуна ненадежно, из литой стали трудно выполнимо, л из кованой будет дорога обработка. По своим механическим качествам ковкий чугун занимает среднее место между серым чугуном и литой или кованой сталью. Хотя этот материал носит название ковкого, но ковкость его относительна и ограничена, и ковка в горячем состоянии возможна лишь в таких тонких частях, которые совершенно обезуглерожены или не имеют в массе неразложенного отжигом перлита. Деформации в холодном состоянии ковкий чугун выдерживает тоже в ограниченных размерах, так как большой вязкостью не обладает.Различают два рода ковкого чугуна: европейский с белым изломом и американский с черным изломом. Шихта ковкого чугуна составляется на белый чугун; отливка производится в вагранках, пламенных печах, мартеновских и электрических. Весь углерод находится в связанном состоянии —в отливке нет свободного углерода в виде графита.Отливки белого чугуна подвергаются длительному отжигу — в течение 5—7 дней. По американскому способу отливки отжигаются в песке и весь углерод цементита обращается в графит. Структура отожженного чугуна феррит + графит; в середине темный излом. По европейскому способу отжиг производится в смеси песка с окалиной; графит окисляется и в изломе его практически нет. В изломе наружная корка состоит из феррита, а сердцевина из перлита -{-феррит. Излом светлый.Химический анализ ковкого чугуна: С =1,8 — 3,0%; Si=0,4 — 1,2%; Мп = 0,2 — 0,6%; Р = 0,05 — 0,1%; S _ 0,04 — 0,1%.Mn, P и S и в особенности S отрицательно действуют на процесс графитизации.Отливки из ковкого чугуна сравнительно мелкие при толщине стенки отливки 5—8 мм; наибольшая толщина отливок по европейскому способу 20 мм, по американскому 75 мм.При высоких температурах ковкий чугун до 400а сохраняет величину временного сопротивления, затем сопротивление падает сначала медленно, с 480 > падение идет быстро и при 650° временное сопротивление составляет около а/5 начальной величины. В отношении коррозии ковкий чугун считается наиболее устойчивым по сравнению с серым чугуном и сталью. Его поверхность — обычно ровная и гладкая — состоит из чистого феррита и потому, как совершенно однородная, она не дает в электролите микропар вследствие разности потенциалов отдель ных точек на поверхности. Такая однородная поверхность легко покрывается цинком, оловом, что невозможно для изделий из серого чугуна.Испытание отливок ковкого чугуна. Технические условия определяются ОСТ/НКТП 8826/2177. Поверка качеств отливок производится:а) наружным осмотром, обмером;б) испытанием контрольных образцов для определения временного сопротивления на разрыв и относительного удлинения;в) испытанием на твердость;г) проверкой отливок на качество отжига по виду излома;д) испытанием отливок на микроструктуру.Испытание на твердость производится на отливках в. местах, подлежащих обработке, для чего необходимо предварительно снять поверхность отливки в местах испытания не менее чем на 1 мм. Твердость по Бринелю определяется шариком диаметром 5 мм под нагрузкой 750 кг, время действия нагрузки не менее 10 сек. Количество отливок, отбираемых для испытания на твердость, определяется соглашением заказчика с заводом-изготовителем.Испытание изломом. Отливки весом более 5 кг, если конфигурация позволит, должны иметь специальные приливы (ушки) толщиной, соответствующей средней толщине отливки, но не более 16 х 19 мм. В отливках длиной > 600 мм такие приливы должны быть у каждого конца; ушки должны быть расположены в местах, допускающих свободный их отлом приемщиком.