35. Длительная прочность гомогенных жаропрочных сталей [47]
Сталь |
‘зак> |
‘иCni 0C |
Длительная прочность, МПа |
||
Gioo |
Gxo ооо |
А«о ооо |
|||
10Х18Н12Т |
1100—1200 |
600 650 700 |
— |
— |
110 70 45 |
ОХ15Н24В4ТР |
¦ 1130 |
700 750 |
– 260 170 |
180 110 |
120 80 |
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.