°0,2

0B

06ХГСЮ

250/560

620/650

06Г2СЮ

310/610

650/700

П-рнмечание. В числителе дро­би приведены механические свойства сталей после закалки из межкритиче­ского интервала температур, в знаме­нателе — после деформации на 5 % и старения при 200 0C.

Их. для’ листовой штамповки деталей достаточно сложной конфигурации, что является преимуществом этих сталей перед другими высокопрочными ста­лями [4].

Сопротивление коррозии ДФМС на­ходится на уровне сопротивления кор-

?озии сталей для глубокой Вытяжки 6].

ДФМС удовлетворительно сварива­ются методой точечной сварки. Пре­дел выносливости при знакоперемен­ном изгибе составляет для сварного шва и основного металла (сгв я» « 550 МПа) соответственно 317 и 350 МПа, т. е. 50 и 60% 0„ основ­ного металла 16]:

11. Механические свойства стали 09Г2 (0,10 % С; 1,65 % Mn; 0,32 % Si; 0,017 % S; 0,019 % Р) [в]

*’ После деформации на 5 % и яагрева прн 200 cC1 1 ч.

В случае применения ДФМС для деталей массивных сечеиий, когда не­обходимо обеспечить достаточную про — каливаемость", целесообразно исполь­зовать составы с повышенным содер­жанием марганца или с добавками хрома, бора и т. д. [41 ],

Экономическая эффективность при­менения ДФМС, которые дороже низ­коуглеродистых сталей, определяется экономией массы деталей (ва 20—25 %). Применение ДФМС в некоторых слу­чаях позволяет исключить упрочняю­щую термическую обработку деталей, например высокопрочных крепежных изделий, получаемых методом холод­ной высадки.

5’10*

Рнс. 3. Кривые усталости горячекатаной (О, •) и термически обработанной на двух’ фазную структуру (А, А) стали 09Г2. Штриховые линии — в состоянии поставки; сплошные линии — после деформаннн на 5 % и отпуска на 200 °С, 1 ч. Лист толщиной 4 мм (61 ¦

Число циклов до разрушения

Среднеуглеродистые низколегиро­ванные стали содержат 0,25—0,50 % С и, кроме того, до 1,S % Aln (стали 30Г, 40Г, ЗОГ2, 40Г2) и до 1,1 % Cs (стали 30Х, 40Х и др.). Эти стали (ГОСТ 4543—71) используются кая конструкционные материалы в маши­ностроении, а также дли металлокон­струкций и крепежных деталей. Кон­кретное назначение, физические, ме- каиическне и технологические свой­ства названных сталей подробно рас­смотрены в снравочной литературе [11, 16, 17, 321.

2, ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СРЕДНЕЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ

Общая характеристика сталей. К группе средиелегироваиных высо­копрочных сталей относятся стали 30ХГСН2А, 40ХСН2МА, 25Х2ГНТА. Поставляемые полуфабрикаты, реко­мендуемые области применения и ос­новные физические свойства этих ста­лей приведены в табл. 12—14.

Эти стали выплавляются в электро­дуговых печах с последующим вакуум — но-дуговым переплавом. Стали хорошо деформируются в горячем состоянии, свариваются дуговой ручной и авто­матической сваркой в среде защитных газов или под флюсом. Сталь 30ХГСН2А сваривается также элек­тронно-лучевой сваркой.

БрА9ЖЗЛ

7,6

1040

16

58,6

0,11

120 500

490

БрСу6С12Ф0,3

8,0

17,8

46

78 400

147

БрСу6Н2

8,7

1065

17,9

62,8

—

93 100

255

БрСу6Ф1

8,5

—

17,3

4,6

—

93 100

216

БрСуЗНЗЦЗС20Ф

9,1

—

17,4

54,4

—

73 500

167

БрА9Ж4Н4Мц1

—

—

—

—

—

—

587

БрА7Мц15ЖЗН2Ц2

—

—

—

—

—

—

607

МПа

157

294

196

196

196

130. Свойства композиционного материала алюминиевый сплав Х7002—Be при различных температурах [42J

Является перспективным для созда­ния новых конструкций.

Для применения в различных отрас­лях техники перспективными являют­ся KM на основе алюминия, армиро­ванные высокопрочной стальной и бе­риллиевой проволокой, имеющие высо­кие прочностные характеристики и сравнительно малую стоимость.

Композиционный материал марки KAC-I (табл. 127) на алюминиевой ос­нове, армированный стальной прово­локой, отличается от других KM до­ступностью и низкой стоимостью арми­рующего материала, а гакже лучшей тепло — и электропроводностью. В ка­честве матрицы в этой композиции ис-

Пользуется фольга из алюминия и алю­миниевых сплавов; армирующим эле­ментом служит проволока из аустенит — ной стали ЭП322 или аустенитно-мар — тенситной стали ВНС-9 диаметром 0,15—0,3 мм с временным сопротивле­нием 3,5—4,0 ГПа.

Весьма перспективными для приме­нения в различных отраслях техники являются композиционные материалы на основе алюминия, армированные высокопрочной стальной и бериллие­вой проволокой, имеющие высокие прочностные характеристики и сравни­тельно малую стоимость.

В табл. 13i приведены свойства при растяжении KM с металлической ма-

131. Свойства при растяжении композиционных материалов с металлической матрицей, полученной фирмой TRW |8)

К S

О а

О ^

O <я

U S

Матрица (тип волокон)

В, %

О ч

В продольном направлении

?•10-

ГПа

В, %

В поперечном направлении

Е. IO-’

ГПа

А •»

В **

А Б А Б А

0,7

0I7

—

Но

V

0 Z

Ч 6

О

Мао. доля°/я

Ющихся от равновесных, эвтектоидного распада не происходит, а превращение идет по штриховой линии (рис. 4, в).

Большинство p-стабилизаторов, осо­бенно V, Mo, Mn, Cr, повышают проч­ность при 20—25 0C и отрицательных температурах (рис. 5, 6), жаропроч­ность и термическую стабильность ти­тановых сплавов, несколько снижая их пластичность (рис. 5).

Нейтральные элементы (Sn, Zr, Hf) мало влияют на температуру поли­морфного превращения (рис. 4, г). Наи­большее практическое значение имеют олово и цирконий. Олово упрочняет титановые сплавы без заметного сни­жения пластичности, повышает жаро­прочность; цирконий увеличивает пре­дел ползучести и длительную проч­ность.

По технологии изготовления титано­вые сплавы подразделяются на дефор­мируемые, литейные и порошковые, по механическим свойствам — на спла­вы нормальной прочности, высокопроч­ные, жаропрочные, повышенной пла­стичности. По способности упрочнять­ся с помощью термической обработки они делятся на упрочняемые и иеупроч — няемые термической обработкой; по структуре в отожженном состоянии они классифицируются на а-, псевдо-а, а + р, псевдо-р и р-сплавы.

Сплавы с а-структурой. Физические свойства сплавов приведены в табл. 56, механические — в табл. 57. К этой группе сплавов отиосят и технический титан. Это сплавы нормальной прочно­сти при 20—25 0C, обладающие высо­ким сопротивлением разрушению при повышенных (350—500 0Q и криоген­ных температурах (табл. 58, 59). Спла­вы имеют высокую термическую ста­бильность свойств и обладают отлич­ной свариваемостью. Они свариваются аргонодуговой, всеми видами контакт­ной и электронно-лучевой сварки, При этом прочность сварного шва со­ставляет 90 % прочности основного сплава. Обрабатываемость резанием удовлетворительная.

А-сплавы не упрочняются термиче­ской обработкой и применяются в ото­жженном состоянии. Режимы отжига представлены в табл. 60. Сплавы с цир­конием наиболее технологичны, но это самые дорогие из а-сплавов. В горячем состоянии сплавы куют, прокатывают

Б в, НПа

Рис. 6. Влияние легируют"» элементов на механические свои ства титана:

А —. при —196 °С; б — ПР" "•253 0C [26]

С8,ППа

Физические свойства титановых а — и псевдо-а-сплавов (32, 43]

Сплав

Свойства

ОТ4-1

ВТ5-1

ВТ5

ПТ7М

4,55

4,46

,49

Р, т/м3

C1 кДж/(кГ’°С), при темпе­ратуре» С:

20

200

300

400

500

0,502 0,544 0,565 0,586 0,628 0,670

0,565 0,628 0,670 0,754

0,625 0,659 0,690

0,586 0,628 0,670 0,712 0,754

600

I, Вт/(M-0C)1 при темпера­туре, 0C:

9,63 10,47 11,30 12,14 14,24 14,65 16,32

2,51 2,63 10,88 12,14 13,14 14,65 15,91

3,79 2,63 10,47 11,30 12,56 14,24 15,49

9,3 10,5 11,9 13,3

20 IOO 200 300 400 500 600

Pi, мкОМ-м, при темпера­туре, 0C: 20

200 300 500 600

А. 10», °c-i притемпера-

1,01

1,08 1,27 1,40 1,52

1,38

1,08 1,15 1,18 1,20 1,23

8,3

9,3 9,7 10,0

10.3

10.4

8,0 8,0 9,1

9.6

9.7

9.8

8,3 8,9 9,5 10,4 10,6 10,8

8,9 9,2 9,4

ТУре, 0C: 20-100 100-200 200-300 300-400 400-500 .500-600 ¦

О о

CN

Тс

С и

О

<м со

О

<N

О

О

О ю

S S

Я

R О f-

СО

О

О

А о!<

Ю о"

Еч о

H Ct

S

C — еч

1°. IO

Ы о

О

CD Ю

О

СП <м <м

С S

Со" Ж

О

<м со

!

О

В §

Се Ч I= U

X 3 и о

О о СЧ со

О

OO

Со

О

О

О

О

О ю

CD

S

А

С

О

IO CD

O

О CD

О ю г-

S

О

К

Ж о о от S

5

X

О

T — ю

H

О

Те H

Металлооксидные пленки

Окисел олова

400—1 000

±5

-

<2

Пленки сплавов, содержащих кремний

РС3001

Млт-зм

800—3 000 100—20 000

<1 ±(1,2—2,4)

2—5

1

<1

±0,5

Примечание. TKph — температурный коэффициент р/,.

22. Свойства графита и пиролитического углерода [5J

Пературы и охлаждений до потемнения •Поверхности. Живучесть определяется Временем до перегорания образцов в характеризует жаростойкость ма — териала в условиях частых теплосмен. Из прецизионных сплавов с высо­ким электрическим сопротивлением из­готовляют: холоднотянутую проволо­ку Диаметром 0,2-*-7,0 мм; холоднока­таную ленту толщиной 0,1—3,0 мм; кРуглые калиброванные холоднотя­нутые профили и теплотинутые про­фили диаметром 8—10 мм; сортовой орячекатаный. прокат круглого се­яния диаметром 6—30 мм и теплока — таный прокат квадратного сечения} плющеную ленту толщиной 0,1— 1,0 мм и шириной 0,5—5,0 мм (ГОСТ 12766.1—77 — ГОСТ 12766.5—77). Проволоку н ленту поставляют в мяг­ком термически обработанном состоя­нии. Размеры н предельные отклоне­ния размеров продукции из прецизи­онных сплавов с высоким электриче­ским сопротивлением регламенти­рованы ГОСТ 2771—81 — для прово­локи, ГОСТ 10234—77 — для плю­щеной ленты.

Серийно выпускаются нагреватели из керамических матери — а л о в для печей сопротивления (из карбида кремния и дисилицида мо­либдена с рабочей температурой до 1500 0C и до 1700 0C соответственно);. Типы и размеры электронагревателей из карбида кремния регламентированы ГОСТ 16Г39—76.

23. Механические свойства, прецизионных сплава»

Для, электронагревателей в зависимости, ах температуры испытания (20, 800, 1200 °С) (ГОСТ Ш66.1—77)___________

24. Физические свойства сплавов (ГОСТ 12766.1—77)

Турой, обладают небольшой анизотро­пией и достаточно высокими механиче­скими свойствами (табл. 83, 84).

13. Зависимость прочностных харак­теристик or размеров зерна в бериллии:

Ам РазРушающие напряжения; 2 _ пре« текучести [5]

Механические свойства при растяже­нии, сжатии различных полуфабрика­тов из бериллия приведены в табл. 85, На свойства бериллия сильно влияют поверхностные концентраторы и общее состояние поверхности (табл. 86, рис. 14). Чувствительность к концен­трации напряжений прессованного прутка в зависимости от коэффициента концентрации напряжений Kt приве­дена в табл. 87. Уменьшения влияния концентраторов достигают травлением и отжигом (табл. 88, 89). При повыше­нии температуры испытаний происхо­дит заметное снижение прочности и увеличение пластичности (табл. 90, Рис. 15). Бериллий обладает сравни­тельно невысоким сопротивлением пол­зучести (табл. 9J), модуль упругости снижается при IOO0C до 264 700 МПа; при 300 0C-до 235 300 МПа; при SOOo0C — до 147 000 МПа. Прн минус ‘О 0G прочность снижается с 539— 637 МПа до 490—539 МПа, а удлине­ние с 4—8 до 1—1,5%. В качестве

Жаропрочного материала бериллий практически не применяется.

Ультрамелкозернистый сверхчистый бериллий (с размером зерна 5 мкм,

О 0ff O1Z 0,3 OjfPlHtf

Рис. 14. Влияние радиуса надреза иа раз* рушающую нагрузку 15]

1020

BOO

58L

340

P1H

1—J—— 1__ I__ I I

7/ 127 J27 527 727 1017 X

Рис. 15. Температурная зависимость меха* ннческих свойств мелкозернистого бернл» лия высокой чистоты:

1 предел прочности при растяжении ав;

Mat. 9т Cm-P^ w ев зооо то ив яю ш

—I "t—Ii Ii Ii

Mac. доля СЮ’*'/, WOO ЮО

Рис. 12- Зависимость деформации до разрушения при базисном скольжении от содера «аяия:

„ _ примесей; б — алюминия L5J

2 — удлинение 6; 3 = поперечное суже" ине ф [5]

82. Механические свойства проволоки диаметром 0,125 мм из бериллия, полученного разными способами [5]

83. Механические свойства поковок из бериллия при растяжении [5]