Жаростойкость промышленных медных сплавов (латуней и бронз) выше жаростойкости меди, так как они легированы элементами четвертой группы. Высокой жаростойкостью отличаются сплавы меди с Be, Al, Mn; немного уступают им сплавы с Zn, Sn, Si.
Жаростойкость промышленных алюминиевых сплавов такая же хорошая, как и нелегированного алюминия. Исключение составляют сплавы с магнием типа АМг, так как при нагреве образуется собственный рыхлый оксид MgO.
Жаростойкость сплавов титана можно повысить применением жаростойких покрытий.
Тугоплавкие металлы (Mo, W, Та, Nb) имеют низкую жаростойкость. Они не могут работать в окислительных средах при температуре выше 500 °С. Объемное легирование повышает жаростойкость (разработаны сплавы ниобия с повышенной жаростойкостью [7]). Основные усилия специалистов направлены на разработку защитных покрытий [6].
Основные жаростойкие сплавы созданы на основе железа н никеля. Химический состав высоколегированных сталей и сплавов на железной, железоиикелевой и никелевой основах, предназначенных для работы в кор – розионно-активных средах и при высоких температурах, приведен в ГОСТ 5632—72. Согласно этому стандарту жаростойкие (окалиностойкие) сплавы относятся к группе II и характеризуются как стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовыж средах при температуре выше 550 °С, работающие в иенагруженном или слабонагружениом состоянии. Жаропрочные стали и сплавы, отнесенные к группе III, также должны обладать достаточной жаростойкостью.
При выборе марки стали или сплава необходимо знать рабочую температуру, механические напряжения, допустимую по конструктивным соображе
J*1 Содержание элемеитов здесь и далее по тексту в мае. долях.
Ниям деформацию, срок службы режим работы детали, состав OKpyjiiaJi щей среды. *1 Номенклатура и рек’ мендации по применению жаростойки* сталей и сплавов приведены в табл, 2о а характеристики жаростойкости’ не! которых из них — в табл. 21.
Жаростойкость сталей и сплавов на основе железа и никеля повышается легированием в основном хромом, алю – минием и кремнием, которые могут образовывать плотные оксиды Cr^O Al2O3, SiO2. Наибольшее распростри нение в качестве легирующего элемента получил хром. Высокими за – щитными свойствами отличаются двойные оксиды-шпинели, которые образуются в высокохромистых сплавах FeO-Cr2O3 и NiO-Cr2O3.
Из жаростойких сталей наиболее широкое применение нашли хромистые (15X5, 15Х6СЮ). Стали с содержанием хрома 5—6 % обладают достаточно высокой жаростойкостью до 600—650 °С, с 14—15% — до 800 0C. При более высоких температурах требуется применять стали с более высоким содержанием хрома (12X17, 15X28). Недостатком высокохромистых сталей является склонность к росту ферритного зерна. Для предотвращения охрупчивания при длительных нагревах сталь дополнительно легируют титаном, сильным карбидообра – зующим элементом (08X17Т, 15Х25Т, 08X18Т1). Стали без тнтана применяются для деталей при высоких температурах и отсутствии больших нагрузок, например для нагревателей.
Дополнительное легирование железо – хромистых сталей алюминием и кремнием повышает их жаростойкость. В качестве жаростойких сталей применяют хромистые стали, легированные кремнием, — сильхромы (40Х9С2, 40Х10С2М6, 30Х13Н7С2), которые широко применяются в автостроении.
Однако содержание алюминия и кремния в отличие от хрома в сталях огра’ ничено, так как эти элементы шают технологические свойства. Это недостаток исключается при совместном легировании хромом и алюминием*
Жаростойкие стали и сплавы на основе железа и никеля [42, 51, 75, 76]
|
Гталь или сплав (ГОСТ 5632^72) |