Все о металле, его обработке и переработке
Партнеры
  • .

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 151

Реализованы два способа получения мартенситной структуры, обладающей высокой кавитационной стойкостью [7]:

1) использование сталей, легирован­ных хромом и марганцем, образующих нестабильные твердые растворы, спо­собные упрочняться при деформации во время эксплуатации, вследствие обра­зования мартенсита;

2) образование безуглеродистого мартенсита с последующим его старе­нием, приводящим к упрочнению.

К сплавам первой группы относятся аустенитные стали. Типичным предста­вителем такого сплава является сталь 30ХЮП0 [7] (табл. 33). В структуре литой стали карбиды расположены по границам зерен и двойников. После закалки от IlOO0C и ковки структура стали полностью аустенитная. Распад аустенита проходит очень интенсивно при пластической деформации; при этом достигается высокая степень уп­рочнения. Стойкость этой стали к кави — тационным разрушениям, по сравнению с другими сталями, применяемыми в гидротурбостроении, существенно вы­ше.

Ну.

Нередко в рабочих условиях детали должны сочетать высокую кавитацион — ную стойкость с коррозионной и абра­зивной стойкостью. С этой целью 8 хромомарганцовые стали, содержащие до 0,1 °/0 С, 13—17 % Cr, 10-15 % Mn, добавляют 0,1—0,3 % N2.

Без­

Ко второму типу относятся стали 0 высоким содержанием никеля и Bt3′ ким — углерода (0,03—0,05 %)

Чго

Позволяет при закалке получать

Углеродистый мягкий мартенсит. Леги рующие элементы подбираются с У4®" том того, чтобы при отпуске происходи распад пересыщенного твердого РасТБ ра с образованием интерметаллиД0 ‘


33. Состав, свойства и кавитационная стойкость некоторых сталей, Используемых в гидротурбостроении [7]

Содержание компонентов %

Сталь


Mn

Ni

МПа


ЗОЛ (1414-75)

20X13 (5632-72) 17Х18Н 9 (5632-72)

ЗОХЮГЮ

0,14—0,22

0,14—0,22 0,13—0,20

0,3— 0,65

9,0— 11,0

0,3—0,4

12,0—14,0 17,0—19,0

400

600 570

700

225

400 210

400

25

20 40

16

8,0— 10,0

9,0-11,0


1 Остальное Fe.


К таким легирующим элементам отно­сят Al и Ti, которые в сочетании с нике­лем могут давать интерметаллиды типа Ni3Ti, Ni3Al и Ni3 (Ti, Al).

Разработан новый класс сталей, на­званных трипсталями, т. е. сталями, в которых превращение инициируется де­формацией (Transformation Induced Plasticity). В таких сталях высокая прочность и пластичность, а также ка­витационная стойкость достигаются вы­бором определенного состава стали, режима термической обработки и темпе­ратурной деформации. Состав трнп — стали следующий: 0,3 % С, 9 % Cr, 8 % Ni, 4 % Mo, 2 % Mn, 2 % Si нли 0,25 % С, 25 % Ni, 4 % Mo, 1,5 % Mn. Трипстали считают сплавами, сочетаю­щими самую высокую прочность и вязкость. Поэтому они являются самы­ми надежными конструкционными мате­риалами.

Кавитацнонная стойкость чугунов, как правило, ниже стойкости сталн. Наиболее слабыми участками микро­структуры, подверженными разруше­нию от кавитации, являются графито — Еые включения. Серый чугун с пластин­чатым графитом обладает низкой кави­тационной стойкостью. Чугун с шаро — иДным графитом имеет более высокую сопротивляемость кавнтационным раз­рушениям. В отличие от серых белые Угуны обладают значительно большей кавитационной стойкостью. Кавита­ционная стойкость чугунов зависит не только от формы графита, но и от проч­ности металлической основы на грани­цах раздела с графитом. С целью увели­чения прочности основы чугуна его ле­гируют чаще всего никелем или молиб­деном. Например, легированный серый чугун с 1 % Ni и 0,28 % Mo имеет в 2 раза большую кавитационную стой­кость, чем нелегированный [7].

Нередко в условиях воздействия кавитации работают детали, изготов­ляемые из цветных сплавов [101]. Наиболее распространенными явля­ются медные сплавы. Различие в ка­витационной стойкости медных спла­вов определяется фазовым составом. Медные сплавы имеют мягкую, пла­стичную а-фазу н твердую, хрупкую Р-фазу. Разрушение сплава от микро­ударов при кавитации начинается на границах и распространяется в сто­рону менее прочной а-фазы. С уве­личением количества Р-фазы н более равномерным ее распределением ка­витационная стойкость возрастает. В бронзах в а-фазном состоянии повы­шение кавитационной стойкости дости­гается легированием твердого раство­ра, В табл. 34 это прослеживается на примере различных бронз [7], леги­рованных кремнием, бериллием, мар­ганцем и др.