СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ – Часть 5

I МАТЕРИАЛЫ

С ПОВЫШЕННОЙ И ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ

Низколегированная сталь поставля­ется по ГОСТ 5520—79, 5521—86, ГОСТ 19282—73 тонко- и толсто листо­вой, широкополосной; в зависимости от нормируемых механических свойств — без термической обработки, с термической обработкой или в том и другом состоянии. Эти стали приме­няются в судостроении, химической промышленности, вагоностроении, мо­стостроении [11]. Низколегированные стали применяются, как правило, в нормализованном, реже — в горячека­таном состоянии. Их механические свойства можно улучшить с помощью термической обработки, которую це­лесообразно проводить после нагрева под прокатку. После закалки и отпуска упрочнение сочетается с малой чув­ствительностью к надрезу.

Низколегированные стали ненамного дороже углеродистых, но по сравнению с ними имеют лучший комплекс ме­ханических свойств, повышенную хла – достойкость, пониженную склонность к механическому старению, лучшую свариваемость, повышенную износо­стойкость и коррозионную стойкость в различных средах.

Большой экономический эффект до­стигается при использовании в ме­таллоконструкциях сталей с карбонн – тридным упрочнением.

Низколегированные стали с карбо – иитридным упрочнением. Легирова­ние иизкоуглеродистых (0,10—0,20 % С), марганцовистых (1,3—1,7% Mn) сталей (0,015—0,025 % N, 0,10— 0,20% V, около 0,1% Ti, а также ~0,05 % Al) создает предпосылки для выделения дисперсных карбонитридов ванадия и титана или нитридов алю­миния. Дисперсные ‘карбиды способ­ствуют измельчению аустенитного (до № 10—12) и действительного зерна стали, тормозят движение дислокаций. В совокупности эти факторы благо­приятно влияют на прочность, вяз­кость и хладостой кость [18].

Доля собственно карбонитридного упрочнения в общем упрочнении со­ставляет около 15—25%, а доля упрочнения в результате измельчения зерна—30—40 %. Максимальная удар­ная вязкость при отрицательных тем­пературах достигается в стали с 0,10— 0,15 % V. Наиболее рациональным является совместное легирование не­сколькими карбидо – и нитридообра – зующими элементами, например 0,08V + 0,03Nb, а в сталях, содер­жащих азот, 0,10 V+0,04% Al.

С учетом этого положения разработаны основные марки стали с карбонитрид – ньгм упрочнением трех категорий проч­ности: 14Г2АФ, 16Г2АФ, 18Г2АФ (ГОСТ 19282—73). После нормализации эти стали имеют предел текучести соответственно 400, 450, 500 МПа. Ста­ли 15ГФ и 15Г2СФ, не легированные азотом и содержащие только ванадий, имеют предел текучести в горячека­таном состоянии соответственно 360 и 400 МПа.

Дополнительное легирование стали никелем до 2 % способствует сохране­нию высоких характеристик пластич­ности и вязкости.

Легирование алюминием позволяет регулировать размер зерна в горяче­катаных, нормализованных и улучшен­ных сталях.

Добавка 0,15—0,30% Cu способ­ствует повышению стойкости против атмосферной коррозии.

К термически улучшаемым высоко­прочным относятся стали 12Г2СМФ (ст0,2 = 600 МПа) и 12ГН2МФАЮ.(Ct0i2 = 750 МПа).

Из низколегированных сталей с кар – бонитридным упрочнением изготовляют металлоконструкции промышленных зданий, ответственные сварные кон­струкции, в том числе северного ис­полнения, пролетные строения желез­нодорожных и крупных автодорожных мостов, платформы автомобилей боль­шой грузоподъемности (до 120 т) и др.

Стали 14Г2АФ и 16Г2АФ применяют, как правило, в нормализованном со­стоянии. При нормализации листы из этих сталей нагревают до 900— 960 0C со скоростью 2 мин/мм, охла­ждают на спокойном воздухе или в струе увлажненного воздуха под вен­тилятором в зависимости от химическо­го состава стали.