Все о металле, его обработке и переработке
Партнеры
  • .

admin

Современные способы производства стали

В современном мире существует огромное количество способов производства стали. Сегодня можно выбрать наиболее оптимальные способы производства.

К таковым относятся:

  • кислородно-конверторный способ;
  • электросталеплавильный способ;
  • мартеновский способ;

Основа всех вышеперечисленных способов – это окислительный процесс, который направленный на резкое снижение некоторых веществ в чугуне.

Читать далее

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 329

0,10 Щ

G

5,31

4,97 Щ

Т (нспытанвя на коротких балках),

0,12

0,10 Я

ГПа

Характеристики жидкокристалличе­ских полимеров LCP, разработанных фирмой Силаниз, приведены в табл. 154, а однонаправленных углепластиков с LCP-матрицей — в табл. 155. Удель-


]50. Механические характеристики полимерных связующих [39|

Характеристики

Эпоксидное связующее

Л\.одифици — рованное бисмале — имидное связующее

Условия испытаний

0и> ГПа

0,11 0,08 0,06

0,14 0,14 0,14

22 0C

93°С, сухие 930C, влажные*1

Ея, ГПа

3,76 3,26 2,89

3,43 3,19 3,04

22 0C

93 °С, сухие 93 0C, влажные *1

Ударная прочность по Изоду, Дж:

На образцах с надрезами на образцах без надрезов

0,4

3,2

1,07 10,2

22 0C 22 0C

*¦* После выдержки в кипящей воде в течение 40 ч.

151. Характеристики однонаправленных углепластиков со связующим РЕЕК (объемное содержание волокна 50%) [39)

Характеристики

Температура — испытаний

Vi 0

121 0C

Он, ГПа Ea-KT3f ГПа

Т (из испытаний коротких балок), ГПа

Осж, ГПа

Максимальное влагогюглощение, %

1,65 0,12 0,10 1,03—1,38 0.4

1,27 0,12

0,4

152. Характеристики углепластиков 139)

Xарактерасти к. и

Углепластик с эпоксидной матрицей

Углепластик с РЕЕК — . матрнцей

Условия испытаний

0,78

0,70

20 0C

0,74

0,58

120 °С, сухие

ГПа

0,49

0,57

120 °С, влажные

0,55

0,40

175 °С, сухие

0,23

0,41

175 °С, влажные

Влагосодержание, % Объемная доля волокна,

1.3 62,0

0,4 57,3

153. Стойкость к расслоению углепластиков с эпоксидной и РЕЕК-матрицами (39)

Армирующий материал

Матрица

KCU — IOsi МДж/м*

Ткань

Эпоксидная

РЕЕК

0,23 2,0

2,1

500

59

4000

1,6

525

61

4200

1,2

550

59,5

4400

1,5

560

4800

1,9

590

56,5

4000

3,0

Однократный отпуск 1,5 ч

6Х6ВЗМФС (1060 0C; HRC 62,5) [10]

200

61,7

4000

1,6 (21 % Л0ст])

250

58,0

¦ 300

56,5

3950

1,6

350

56,0

3800

400

56,5

3600

1,4

450

57,5

3600

480

58,5

3600

1,2

525, 2 ч

59,0—59,5

4100

1,5 (7 % /40СТ)

550, 2 ч

59—60

4700

1,9 (3 % Л0ст)

575, 2 ч

57—58

4050

2,1 ‘

Трехкратный отпуск по 1 ч

500

59,0

3600

1,25

520

59,5

4000

1,30

540

59,0

4150

1,35

560

56,5

4000

1,30

7ХГ2ВМФ (860 0C;

150

61

2800

0,6

HRC 62) [10]

200

59

250

58

3180

0,8

300

57

3100

0,6

350

55

3000

0,6

400

53

3000

1,0

450

51

480

50

‘—

Примечания: 1. Свойства указаны для поковок диаметром 25 мм.

2. Для стали 7ХГ2ВМФ при прокате диаметром 50 мм и твердости HRC о„ = 20002500 МПа, а при твердости HRC 57—58 о„ = 2500-^2600 МПа.

6Х4М2ФС (1060 5C; HRC 62) [5]

3. Лост — аустенит остаточный.


Свойства и применение высокопроч­ных сталей с повышенной ударной вязкостью приведены в табл. 47 и 48.

Инструменты холодного деформи­рования, работающие в условиях динамического нагружения с изнаши­ванием или смятием, но без высоких давлений, изготовляют из сталей 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 5ХВ2СФ, 6ХВ2С, 6ХВГ, 6ХЗМФС (см. табл. 34).

Стали относятся к перлитному клас­су; при содержании 0,4—0,5 % С — к доэвтектоидной группе, а при содер­жании 0,6 % С — к заэвтектоидной. Основной карбидной фазой является легированный цементит. Высокая вязкость достигается при отсутствии или минимальном количестве избыточ­ных карбидов. Допустимы избыточные карбиды MC, задерживающие рост зерна. Образование карбидов M7C3 и MeC (при повышенной легированно — сти) снижает вязкость. Карбидная лик­вация наблюдается в сталях с воль­фрамом при 0,6 % С в прокате сече­нием более 50—60 мм.

В сталях этой группы для повыше­ния вязкости и износостойкости, а так­же уменьшения деформации целесооб­разно сохранять значительное количе­ство остаточного аустенита (до 20— 25%). Однако уменьшение твердости инструмента, работающего со значи­тельными ударными нагрузками, до­пустимо только до HRC 45—48, а ра­ботающего при меньших динамических нагрузках — до HRC 55—57. Необ­ходимое количество аустенита высо­кой устойчивости (до минус 40—60 0C) при твердости HRC 48—55 получают даже в сечениях 50—60 мм при исполь­зовании изотермической закалки. Изотермическую закалку в горячих средах проводят при 250—300 cC (выше Мн). Для получения твердости HRC 55—50 достаточна выдержка 30— 40 мин (табл. 49).

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 54

Благоприятные результаты действия высоких концентраций Si на окалиио­стой кость и ростоустойчивость связаны с получением стабильной структуры графит + кремнеферрит. По мере уве­личения содержания Si критические точки располагаются при более высо­кой температуре. Так, при 6 % Si точка Ac, располагается около 950 °С, а при 7 % Si — около 1000 °С. Крем­ний, входя в твердый раствор, повы­шает температуру образования непроч­ной вюститной фазы (Fe3O4), т. е. увеличивает стойкость металлической основы против окисления.

Влияние Al на жаростойкость чу­гуна проявляется прежде всего путем образования им защитных оксидных пленок [1]. Алюминий повышает тем­пературу возникновения вюститной фа­зы и способствует образованию оксид­ных пленок с шпииельиьш типом ре­шетки (FeO-Al2O8).

20 25

/

/

/

‘LH

У

/

/

У

Л.

10

На уменьшение роста и окисления отливок хром влияет уже при неболь­ших количествах (0,5—1,5%; рис. 2, а). Ввод хрома в таких количествах тор-


F,*

V UO

0,8 0,6 О,* 0,2

Г/(мгч)

36 32 28 24 ZO 16 12 8

—J

¦ V

V-W

H ‘

Wi

Л1

\\

/Ps^s

16

JY Ч

I

Р’\

У

Il —

16 %


6)

Рнс. 2. Влияние содержания легирующих элементов на окисление (увеличение массы) (в) и линейный рост (<Г) чугуна при 1223 — 1273 К [26J:

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 522

КБ4

100—250

Э

I-104

0,3

КБ 5

20

— ¦

Э

I-IO5

0,3

КБ6

20

— I

Э

MO5

0,3

КБ 7

2000 и выше

Д

5-IO8

0,3

КБ8

От

5

До 50 вкл. 1

Э

Ы05,

0,16

КБ9

Св.

50

» 100

»

_

Э

I-10®

0,25

КБ10

»

100

» 200

»

Э

MO5

0,35 ,

КБ11

»

200

» 400

»

Э

MO5

0,35

КБ 12

»

400

» 600

Э

Э

MO^ ¦

0,35

КЧ1

40

Д

1-10«

0,3

КЧ2

7,5

——

Э

•!• IO7—2-308

0,5

Поликристаллический зонноочищен — ный германий (ГОСТ 16154—80) марок ГПЗ 1 и ГПЗ 2 предназначен для изго­товления легированных монокристал­лов германия, для получения сплавов, производства заготовок оптических де­талей и других целей.

Монокристаллы германия, предназ­наченные для производства полупро­водниковых приборов, легированные сурьмой, изготовляют (ГОСТ 16153— 80) электронного типа электрической проводимости (ГЭ) и легированные галлием дырочного типа электрической проводимости (ГД). Диаметр моно — кристаллическнх слитков 28—40 мм, длина не менее 50 мм. Интервал номи­нальных УЭС 0,001—0,45 Ом-м. Ори­ентация продольной оси монокристал­лического слитка [111]; предельное отклонение плоскости торцового среза от плоскости ориентации не более 2°,

Номинальные УЭС монокристалли — .ческих слитков выбирают в соответст­вии с ГОСТ 8032—84 по следующим рядам: для УЭС 0,0001—0,1 Ом-м — (0,1; 0,12; 0,15; 0,2; 0,25; 0,31; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0)-10"2 Ом-м; для УЭС 0,01—0,10 Ом-м — (1,1; 1,4; 1,8; 2,2; ’2,8; 3,5; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0)-IO"2 Ом-м;. для УЭС 0,10—0,45 Ом-м — (11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45)- 10~2 Ом-м.

Монокристаллические слитки герма­ния по допускаемому отклонению удельного электрического сопротивле­ния от выбранного номинала и по плот­ности дислокаций делят на три под­группы. Для подгруппы 1 допускаемое отклонение УЭС от выбранного номи­нала не должно составлять более ±25%, для подгруппы 2 — более ±20 % и для подгруппы 3 — более ±15 %.

Плотность дислокаций для подгруппы 1 должна составлять не более 5- IO8 м-2, Для подгруппы 2 — не более 2- IO8 м-2, для подгруппы 3 — не более 8-10′ м"2.

Подвижность носителей заряда в монокристаллических слитках герма­ния в зависимости от УЭС и типа элек­трической проводимости должна соот­ветствовать нормам, указанным в табл. 80.

Монокрнсталлический германий, ле — Гированный золотом (3), сурьмой и Золотом (СЗ), галлием Vзолотом (ГЗ) U У 48-4-291—74, ОКП 17 7441), пред­назначенный для производства полу­проводниковых приборов, поставляется

Виде слитков электронного (Э) типа Лектрической проводимости и дыроч — 80. Подвижность носителей заряда, в моиокристаллических слитках германия (ГОСТ 16153—80)

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 267

О

«О

H CQ

Ю H Ю

О сч H

Са

Оа

Со H

С

S

С- H

С


О Ппелелы длительной прочности, выносливости и ползучести (в МПа)

Становых сплавов [10, 12, 27, 43, 50]

5». "И Ж Г, п «О n-7 /IQ ЕЛ1


Сплав

S «У

S О


Прн 350 0C

Прн 300 0C

При 400"С


260 460 470 290

120 180 200 190

180 360 500 588

350

320

2С0 380 330 260 550 240 540

440 540 490 340 750 290 610

470 560

440

ВТ5

ВТ5-1

0Т4

0Т4-1

ВТ20

ПТ7М

ВТ6

ВТЗ-1

ВТЗ-1*2

ВТ16

ВТ14*2

ВТ9

ВТ22

350 340 260 380

430

260 200

440 230

300

420 390

620 800 1020 1000

490 635 785 490

460 370

600 630 790— 820 800

330

480 590—620 410

230 590 600 930 470 680 780—800 710

820

780

500

О

О

О

О

О

О

О

W

S

G

(Sf

Сплав

Ь

О

О

Ь

•о

O

О

Ь

Ь

I?

При 450 0C

При 5000C

При 550 cC

При 600 cC

ВТ5

370

255

118

_

_

_

_

_ ¦

ВТ5-1

__

196

200

78

0Т4

325

50

245

0Т4-1

ВТ20

630

200

490

150

300

200

ПТ7М

(jt

В. %

Сталь

Ов

«, %

МПа

МПа

11X11Н2В2МФ

830

_

22

13X13

392

-

21

16Х11Н2В2МФ

830

-

22

14X17Н2

По согласованию

20X13

490

-

20

12Х18Н10Т

529

196

40

16. Механические свойства термообработанных профилей для паровых турбин при испытании механически обработанных образцов

Сталь

Ат, МПа

МПа

Б,

%

%

KCUt МДж/м2

HB

Не

Менее

15X11МФ, 15X11МФ-Ш

550—670 588—755 666—784

686 735 813

15 15 13

50 50 40

0,6 0,6 0,4

217—255 220-269 255-286

18Х11МНФБ, 18Х11МНФБ-Ш

588—735

735

15

50

0,6

229—255

20Х12ВНМФ 20Х 12ВНМФ-Ш 20X13 20Х 13-Ш 12X13, 12X13-Ш

588—755 666—784 490—657 686—882 441—608

735 813 666 833 617

15

13 18 15 20

50 35 50 50 60

0,6 0,4 0,7

0,8

229-269 241-286 207-241 255-302 187^

Механические свойства (не менее) высоколегированных чугунов

Чугун (ГОСТ 7769 — 82)

20 0C

600 °с

Б, %

Кси,

МДж/м2

(Тю

000

Скорость ползучести, %/ч (а = 40 МПа)

МПа

МПа

350 300 250

180 180

0,5 10,0 2,0

0,05

0,2

0,2

100

120 120

4,0′ 10-й* 1,8-IO"4 1,0-10"4;. 2,0- IO"4 *

ЧЮ22-Ш

ЧН11Г7-Ш

ЧН19ХЗ-Ш

* Скорость ползучести при 700 0G и напряжении 30 МПа,

18. Свойства жаропрочных сплавов магния и алюминия [30, 49, 54]

Сплав

Рекомендуемая температура применения

Температура испытания

Gioo

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 366

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)

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 278

Химический состав н механические свойства литейных титановых сплавов приведены в табл. 70 и 71.

Порошковые титановые сплавы. Вы­сокая стоимость изготовления и труд­ность механической обработки сплавов на основе титана являются серьезным препятствием на пути их широкого применения. Методы порошковой тех­нологии позволяют повысить коэффи­циент использования металла путем уменьшения отходов при механической обработке и открывают потенциальные возможности получения готовых дет3′ лей для конструкций летательны* аппаратов и двигателей.

Получение порошков из сплавов на основе тнтана является сложной про блемой вследствие вредного влияни различных примесей. Высокая химй ческая активность расплавленного г тана исключает применение больШ» ства огнеупоров в качестве матери»1 для тиглей — оВ

Использование современных ме’w получения легированных порошков м


О 5

Й & « cxS

И • >>

Et Я H к га и о.

Si её

А. с

L Wo

Ф "в"

Га »я

E о

О я

VO ""

M

О

Ч 5 и н

- ьо ю к —

«У

* MS

- 2см

~ I

J S Л О)

S о-fc о.

SgIfr

„ я о. >> Sr 1 s

•&• S ° j аю

* ч

>Я ЧО

О о

Я со

^ о CD

S

Ч

О ч

. s s-gcL

I I — о «о

!VOC О. Щ

Йо S и

Дя г о о

С S

И

R о. P M Ч

К

З

S Sa

S о

S Sio

А ё. о

S

О. а>

Га я

Ь Sg

I то

То ^ ¦

Си

GJ,

ЁУ

CJ

О з S0o

§ S-Ow

S §

О I

VO 1 га

Sg,

4 &

5 P В га Ч <^ ш с

2 s

3 а

Х н U a. S^

Я Sn в O-O U еч-

К

Та s

Et о

Га д.

Clcj

О та X

? 3

5 I

М га

3 C^ — с

5 s

4 CJ

Га н ь

Й о

К

ТО О

Gs

О; д П 2 ТО d) H

H — в- <=( к


H

О

H О

Ю H CQ

S

О

Ю H CQ

А H CQ

4

5

И &

И ъ H в 2 в

Ч сг

X о о.

А

Л) • S

§ г 8 E

G w ч с

В; в;

Ra

E S

P. V

HH

& S

Ч С

Я я a a о

S S

S я E а ало

<У о H

? S

О S — § s

О Л

S s « в

В S -2

«ок

§ « га Э >. я

О о о о.

О

X

S

CJ В"

O-S

О я

И. X! Я

О

CQ Й

6I

О

S

S о в — X

О.®

О к ь — я № О CQ S

О к о, га

° 3

В О

Я S

S о

CX

О X

Б я

VO я л я О, m VO g

О D

О R

Са га

Й *

S — о

§ S

О ь

<=( s

>5 &

О к

В га

S — я

В 5

S S-

<3 я

>3 О.

О к

Q-CQ

О к а — са

° 3 X a

, к P о та у а» о O-kJS

О о«


Продолжение табл. 69


Технологические свойства


Пластичность

Термическая обработка

Обработка резаннем

Свари­ваемость

Сплав

Область применения

Класс прочности

Корро­зионная стойкость


Удовлетво­рительная

ВТ20

Средиепроч — ные

Хоро­шая

Неупрочняе мые

Хорошая

В горячем состо­янии хорошая

Детали, длительно работающие до 5000C


Хорошая

ПТ7М

Трубы и другие тонкостенные сварные детали


Высоко­прочные

Удовле­твори­тельная

ВТЗ-1

Упроч­няемые

Хорошая

В , горячем со­стоянии хорошая

Кованые и штампованные де­тали, работающие при темпе­ратуре до 400 0C (6000 ч) и 450 0C (2000 ч)


Штампосварные детали, дли­тельно работающие до темпе­ратуры 400—450 0C

ВТ6

Хоро­шая


ВГ14

Детали, длительно работающие до температуры 400 0C


Крепежные и резьбовые детали диаметром 40 мм, работающие до температуры 350 0C

Хоро­шая

ВТ16

X орошай


ВТ 22

ВТ9

В горячем со­стоянии удовле­творительная

Хоро­шая

Хорошая

ЙМКф*

D&E

5—6

110

3020—4150

0,4—

0,6

^o1S

69,5 I 1400

64. Режимы отжига (а+ Р)-сплавов (прутки, поковки, штамповки, профнлв трубы и изделия из них) [10, 26) 1

Сплав

T отжига, 0C

Изотермический отжиг

Полного

Неполного

U, 0C

T„ 0C

" Ч,

Прн t,

ВТ6

750—800

600—650

800—850

750 или 500

0,5

750—800

600—650

ВТ9

950—980

530—620

950—980

530—580

6

ВТЗ-1

800—850

530—620

870—920

600—650 *1

2

ВТ14

740—760 740—760

550—650 550—650

790—810

640—660

0,5

ВТ16

770—790 730—770

550—650 550—650

770—790

500 *г

8Т22

720—780

550—650

650—750

350 *3

__

740—760

550—650

*' Охлаждение на воздухе.

*2 То же с I] до t3 со скоростью 2—4°С/мин, далее на воздухе. *3 То же с /, до с печью, далее на воздухе.

Примечание. В знаменателе — режим отжига листов.

65. Режимы упрочняющей термической обработки (среда охлаждения — вода) (а + Р)-титановых сплавов (прутки, поковки, штамповки, трубы, профиля и изделия из них) [26]

Сплав

T закал­ки, "С

Старение

Сплав

T закал­ки, cC

Старение

T, 0C

Т, ч

T, °С

Т, «

ВТЗ-1

ВТ6

ВТ9

860—900 900—950 920—940

500—620 450—550 500—600

1—6 2-4 1—6

ВТ14 ВТ16 ВТ22

870—910 810—830 690—750

480—560 560—580 480—540

8-16 8-16

Се Влияние температуры деформирования на механические свойства титановых ^лав0В ВТЗ-1 и ВТ22 [17]

Сплав

Термическая обработка после деформирования

Температура деформиро­вания, 0C

Механические свойства

°0,2

6

-S. XS

S S. я

SC X S

Д

МПа

%

ВТЗ-1