Металлолом

35. Длительная прочность гомогенных жаропрочных сталей [47]

Стали с карбидным упрочнением предназначены для работы при тем­пературах 650—750 cC и высоких на­пряжениях. Их используют для из­готовления ответственных деталей энер­гомашиностроения (диски и лопатки турбин, крепежные детали и др.).

Основу сталей с карбидным упрочне – гаем составляет хромоникелевый ау – стенит, содержащий 0,25—0,5 % С< В ряде сплавов дефицитный никель частично заменяют менее дефицитным марганцем. Присутствие марганца на­ряду с никелем способствует повыше­нию жаропрочности сталей. Карбидо – образующие элементы V, Nb, W, Mo связывают часть углерода в специаль­ные карбиды, что приводит к замет­ному повышению жаропрочности.

Структура и механкческие свойства сталей в значительной степени зависят от термической обработки, условий старения.

При низкотемпературном старения (500—600 °С) твердение сталей проте­кает крайне медленно, но с образова­нием большого количества карбидно» фазы высокой дисперсности, При ДлИ’

Льяых выдержках старения сущест – те«но снижаются характеристики пла – в! ичности сталей. С целью получения аи’более выгодных свойств для этих "талей используют старение при тем – ператУРах на 100—150 0C выше рабо­чей температуры или двойное старение (низкотемпер ату р ное + высокотемпера­турное).

В целях предотвращения коробле – , нИЯ и растрескивания изделий при термической обработке не следует до­пускать вылеживания сталей между операциями двойного старения.

Из аустенитных сталей с карбидным упрочнением наиболее простой яв­ляется сталь 40Х14Н14В2М. Основное ее назначение — выхлопные клапаны авиационных и автомобильных двига­телей, крепежные детали. Сталь 31Х19Н9МВБГ при более низком со­держании никеля дополнительно ле­гирована вольфрамом, титаном, нио­бием и, кроме того, содержит марга­нец. С целью повышения пластичности сталь переплавляют методом ЭШП. Еще более низкое содержание никеля имеют стали 40Х15М7Г7Ф2М и 37Х12Н8Г8МФБ. Эти стали могут быть использованы при температурах до 800 0C.

Длительная прочность и сопротив­ление усталости сталей в значительной степени зависят от однородности раз­меров зерен. В этой связи не рекомен­дуется перегревать стали выше 1160 0O изаканчиватьдеформацию ниже IOOO0G с тем, чтобы при нагреве под закалку получить равномерную мелкозерни­стую структуру.

Широко применяются стали с не­высоким содержанием никеля (7—8 %), К числу последних относится сталь 40Х15Н7ГФ2МС. Однако из-за огра­ниченной жаростойкости при темпера – тУрах выше 750 0C ее целесообразно Цитировать. Сталь 37Х12Н8Г8МФБ легирована значительным количеством карбидообразующих элементов при ог­раниченном содержании никеля. Ее применяют для изготовления крупных Деталей — турбинных дисков, бан – ^ажных колец и пр. Оптимальным ва­риантом термической обработки яв­ится закалка плюс двойное старение. " табл. 36—49 представлены свой­ства основных аустенитных сталей с карбидным упрочнением.