- .
°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]
‘ Обработка |
Структуре |
"в |
СТ0,2 . |
««, % |
МПа |
|
МПа |
"в |
|||||
Горячая прокатка Термическая обработка из (а + + 7)-области |
Ферритио-перлитная Ферритио-мартеисит — ная Л |
4Ю 280 / |
500 580 |
0,82 0,48 |
25 27 |
490 570 |
*’ 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
C-I |
В |
О» S Ct к В С |
НВ, МПа |
Линейная усадка, % |
Жндкотекучесть, CM |
Обрабатываемость Резанием, % |
Коэффициент трения |
Коррозионная Стойкость, г/(м2. сутки) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
% |
Со смазкой |
Без смазки |
К л X S=O ° W о ^ |
Морская вода |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В морской |
20 |
25 |
686 |
980 |
2,4 |
70 |
20 |
0,012 |
— |
2,7 |
1.0 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Воде при |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15-IO6 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Циклов 275 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В морском |
10 |
12 |
490 |
1670 |
1,8 |
66—85 |
20 |
0,011 |
0,23 |
0,58 |
0,18 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тумане при |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
50- IO6 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Циклов 343 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
При 20- IO6 |
20 |
— |
686 |
982 СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 354Резиновые смеси и эбониты используют в технике как коррозионно — стойкие уплотнительно-прокладочные материалы и для гуммирования в качестве антикоррозийной обкладки аппаратуры. Для обкладки применяют листовую техническую резину (ГОСТ 7338—77): кислотощелочестойкую, теплостойкую, морозостойкую, маслобен — зостойкую, пищевую. Для защиты от коррозии применяют гуммирование резервуаров, арматуры, иасосов, гальванических ванн, прокладок и т. д. Рекомендуемые марки резин н эбонитов для службы в агрессивных средах приведены в табл. 8. Все большее распространение в технике находят полиуретановые кау — чуки, проявляющие до 60 0C стойкость в воде, растворах азотно-кислого и серно-кислого аммония, хлористого н хлорноватокислого натрия. Полиуретан стоек в органических средах.— бензине, глицерине, растительном масле, пропане, этиловом сйирте, те — траэтил свинце. Теплостойкими называют материалы, способные работать в нагруже«ном состоянии при температурах до 600 0C в течение определенного времени. Наиболее распространенным в современной технике жаропрочным материалом являются жаропрочные стали, чт° объясняется, их невысокой стоимостью и хорошими технологическими свойствами. По масштабам применения 0(,и занимают ведущее место прн температурах 500—750 0C. При температурах ниже 450 °С целесообразно использовать обычные конструкционные стали. •Для изготовления деталей, работающих в нагруженном. состоянии при температурах до 600 0C в течение длительного времени, применяют главным образом стали на основе а-же — леза (перлитные, мартеиситные и др.) и их классифицируют как теплостойкие стали (теплоустойчивые). При температурах выше 600 °С в основном используют жаропрочные аустенитные стали. Теплостойкие стали разделяют на низколегированные и среднелегирован — ные перлитного и мартенситного класса, на которые распространяется ГОСТ 20072—74, и высоколегированные хромистые стали, химический состав которых регламентирован ГОСТ 5632—72. Номенклатура марок теплостойких сталей по ГОСТ 20072—74 и рекомендации по их применению приведены в табл. 9, а механические свойства этих сталей при комнатной н повышенных температурах представлены в табл. 10. Перлитные стали предназначены для длительной эксплуатации прн температурах 450—580 0C и применяются в основном в котлотурбо — строенин для изготовления паропроводных и пароперегревательных труб. Так как они характеризуются продолжительными сроками службы (сотни тысяч часов), то их не подвергают упрочняющей термической обработке н применяют в отожженном или нормализованном и отпущенном состоянии (иногда вообще без термической обработки). Необходимая теплостойкость перлитных сталей достигается комплексным легированием хромом, молибденом, ванадием, ниобием; содержание каждого из этих элементов не превышает 1 % за исключением хрома, содержание которого для повышения жаростойкости доводят до 2,5— 3,0%. Эти стали низкоуглеродистые с содержанием 0,08—0,15 % С (иногда до 0,2—0,3 % С). " Содержание элементов здесь и далее по тексту в мае. долях. Ю X Ю Scq LO LO XX ю ю © К* SIX О) CJ Eg SS — CS XX to ю CJ CS
Аа Hlfl 1S1 о Il XX оо CJ CN S Ш S S ^s SH XS CJ JJ1 Ез J3 f— Чо Л о H С4 UH И О [-C S « 3Sm Srtg O-SP M EQ ffi SSs ч а ч P — 0) СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 357Перлитные стали пластичны в холодном состоянии (см. табл. 10), Удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются. По теплопроводности и тепловому расширению они близки к обычным конструкционным сталям. Критерием жаропрочности перлит — пых сталей является предел ползучести с допустимой деформацией 1 % За 10 ООО или 100 000 ч. По характеристикам жаропрочности эти стали При 550—600 cC существенно уступают аустенитным жаропрочным сталям. Однако при невысоких рабочих температурах перлитные стали благодаря высокой стабильности структуры Называются в числе немногих кон — ?тРУкционных материалов, способных ® течение длительного времени сопротивляться ползучести и сохранять Достаточную пластичность (не охруп — чиваясь), которая характеризует надежность работы конструкции в условиях возможного образования внутренних и внешних дефектов. Наиболее широкое применение при температурах 550—600 С нашла сталь 12Х1МФ, которая применяется на всех мощных электростанциях для изготовления пароперегревателей, коллекторов, паропроводов и т. п. Стали 25Х2М1Ф и 20ХЗМВФ отличаются повышенной жаропрочностью в интервале 500—550 0C, Наиболее высокие показатели жаропрочности прн 600—650 °С, приближающие ее к высоколегированным аустенитным сталям, имеет сталь 12Х2МВ8ФБ. В отличие от аустеиитных она не содержит никеля, имеет высокую теплопроводность, меньший коэффициент термического расширения и не склонна к разрушению в зоне сварного шва. Состав низколегированных сталей перлитного класса стабилизировался н новых путей его принципиального изменения пока не найдено. Значительное улучшение свойств достигнуто совершенствованием технологии производства и применением микролегн — рования. Мартенситные стали предназначены для изделий, работающих при температурах 450—600 °С, и отличаются от перлитных сталей повышенной жаростойкостью в атмосфере пара или топочных газов. Критерием жаропрочности мартен — ситных сталей является предел ползучести с допустимой деформацией 0,1 % за 10 000 ч или.1 % за 100 000 ч. По уровню жаропрочности они не намного превосходят перлитные стали. Хром, который повышает жаростойкость и жаропрочность, присутствует во всех сталях, предназначенных для длительной эксплуатации при высоких температурах в различных средах: на воздухе, в продуктах сгорания угля, природного газа или мазута с различными агрессивными добавками ванадия, серы и др. В зависимости от содержания хрома высокохромистые стали на основе а — гкелеза подразделяют на три группы: 1) с содержанием 5—10 % Cr (мартенситные); 2) с содержанием 10—13% Cr (мартенситно-ферритные); 3) с содержанием Cr выше 13 % (ферритные). Наиболее высокую жаропрочность имеют стали, содержащие 10—13 % Cr, а самую низкую — стали, содержащие свыше 13 % Cr, которые применяются в основном как жаростойкие. Номенклатура марок мартенситных сталей, содержащих до 8 % Cr (в соответствии с ГОСТ 20072—74), и рекомендации по их применению приведены в табл. 9, а механические свойства — в табл. 10. Для обеспечения высоких, стабильных в процессе длительной службы механических свойств эти стали дополнительно легируют вольфрамом, молибденом, ванадием. Сортамент теплостойких сталей (нз числа указанных в ГОСТ 20072—74) должен соответствовать ГОСТ 2590—88 — для горячекатаной круглой; ГОСТ 2591—71 — горячекатаной квадратной; ГОСТ 103—76, 4405—75 — СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 271Сплавы мартенситного класса менее легированы и в равновесном состоянии содержат сравнительно немного Р-фазы (5—25%). В результате закалки образуется структура мартенсита а’ (или ® — в более легированных сплавах). К этому классу относятся высокопрочные сплавы ВТ6, BtM1 ВТ16 и жаропрочные сплавы ВТ8, ВТ9, ВТЗ-1. Сплавы переходного класса содер — 1Ка’г больше легирующих элементов и ^ответственно больше fi-фазы (25— /о) в равновесной структуре, чем ™лавы мартенситного класса. Струк — Ура этих сплавов чувствительна к кованиям химического состава и режи — термической обработки (табл. 68), к> после закалкн в этих сплавах Можно получить однофазную структуру переохлажденной (5-фазы или структуру, состоящую из этой фазы и мартенсита а". Наличие большого количества [5-фазы обеспечивает сплавам переходного класса самую высокую прочность среди (ос + Р)-сплавов. Например, сплав ВТ22 (50 % fi-фазы) имеет после отжига такое же временное сопротивление, как сплав ВТ6 посла закалки и старения. ZOO 400 С) 60 40 ZQ Двухфазные сплавы удовлетворительно обрабатываются резанием и
О 200 Рис. 10. Механические свойства сплава ВТв после различных режимов термической обработки в зависимости от температуры испытания: А — отжиг при 70о °С, охлаждение на воздухе; б — закалка с 950 "С (охлаждение в воде + старение при 500 "С, 8 ч) [21 62. Физические свойства («+ Р)-титановых сплавов [32, 43]
От плоскости ориентации не более 3°. Подвижность основных носителей заряда должна соответствовать табл. 84. Арсенид галлия, легированный кремнием, выпускается пяти марок (АГНК-1—АГНК-5) с номинальной концентрацией ОНЗ 9-10 м—3,5 X X IO24 м-3; подвижность ОНЗ не ниже 0,12 м2/(В-с). Плотность дислокации MOu-MO8M-2. Выпускаются четыре марки арсенида галлия (полуизолирующий, легированный хромом, кислородом и индием) с УЭС не менее MO5 Ом-м и арсенид галлия для модуляторов марки АГЧПДО с УЭС не менее 5-IO5 Ом-м. Моиокристаллический фосфид галлия, предназначенный для производства полупроводниковых приборов, изготовляется как электронного, так дырочного типа электрической проводимости. В качестве легирующих примесей используются сера, цинк, окись хрома. Для легирования высокоомного фосфида галлия марки ФГВ-1 используются железо, ванадий и марганец. Легирование фосфида галлия марок фГВ-2 и ФГВ-3 осуществляется хромом. Слитки монокристаллического фосфида галлия выпускаются с номинальными значениями диаметра 35, 40, 45, 50 мм и длиной не менее 30 мм. Ориентация продольной оси монокристаллического слитка [111] или [100]. Некоторые электрофизические свойства монокристаллических слитков фосфида галлия приведены в табл. 85. Антимонид галлия, предназначенный для производства полупроводниковых приборов и других целей (ТУ 48-4- 464—85, ОКП 17 7591), выпускается в виде нелегированных и легированны* теллуром или кремнием монокристаллических слитков, выращенных по методу Чохральского. Длина и диаметр слитков не менее 20 мм. Плотность дислокаций в слитках не превышает I-IO8M-2. Нелегированный и легированный кремнием антимонид галлия имеет дырочный тип электрической проводимости, а легированный теллуром— электронный. Основные свойства антимонида галлия приведены в табл. 86. Арсенид индия для производства полупроводниковых приборов и оптических целей (ТУ 48-4-420—80) выпускается в виде поликристаллических слитков, выращенных по методу Брид- жмена (марка ИМЭП-0) и по методу Чохральского (марка ИМЭП-1), и в виде монокристаллических слитков, нелегированных и легированных теллуром, оловом, цинком и марганцем, выращенных по методу Чохральского. СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 312 |
« о |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
О |
M с; Ч O |
0B |
"пц |
E |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ч |
A CQ!>. 0 |
% |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ss |
Ч |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S о |
P я .Г* S о |
ГПа |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
О ч |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
35 |
30 |
0,33 |
0,16 |
148,0 |
2,1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
35 |
45 |
0,27 |
0,13 |
122,5 |
1,7 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
35 |
60 |
0,26 |
0,13 |
116,6 |
0,5 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
35 |
90 |
0,26 |
0,18 |
123,5 |
0,3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
43 |
45 |
0,30 |
0,09 |
130,3 |
0,6 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
43 |
90 |
0,26 |
0,11 |
142,1 |
0,2 |
130. Свойства композиционного материала алюминиевый сплав Х7002—Be при различных температурах [42J
Об. доля вЙлокна, |
5В, ГПа |
Е, ГПа |
||||||||
При температуре, |
0C |
|||||||||
% |
20 |
120 |
200 |
250 |
Зсо |
20 |
120 |
200 |
250 |
300 |
0 10 22 40 |
0,35 0,41 0,47 0,55 |
0,34 0,41 0,50 |
0,25 0,33 0,41 |
0,29 0,38 |
0,13 0,22 0,33 |
68,6 89,6 118,6 172,5 |
68,6 88,2 117,6 |
63,4 86,2 114,7 |
56,4 77,4 109,8 |
59^8 |
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
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
Матер иа л |
Р,. 10«, Ом. м |
P. IO"8, кг/м3 |
ГКр-Ю’ |
А-10« |
0C 1 |
||||
Поликристаллический графит Монокристалл графита: вдоль базисных плоскостей поперек базисных плоскостей Пиролитический углерод |
8 0,4 100 10—50 |
2,26 2,24 2,24 2,10 |
—10 —9 —400 —2 |
7,5 ‘ 6,6 ‘ 2,6 6,5—7,0 |
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)___________
Сплав |
Термическая — обработка |
Температура, 0C. |
Ав |
« |
||
МПа |
% |
|||||
Х23Ю5, Х23Ю5Т |
760 0C, 30 мин, вода |
20 800 1200 |
645 117 8,8. |
54Q |
23 58 |
72 9+ |
Х27Ю5Т |
20 800 1200 |
663 87,1 8,8 |
534 |
15,9 75,9 117,7 |
1 97,4 |
|
Х15Н60, Х15Н60-Н |
950 0C, 30 мин, вода Ч |
20 800 1200 |
645 166 28,4 |
264 127 |
31,9 33,3 17,0 |
59.8 50,5 32.9 |
Х20Н80-Н |
1200 0C, 20 мин, воздух |
20 800« 1200 |
656 215 22,5 |
__ |
45,4 : 70; 1 101,8′ |
‘ 61,0 72,5 98,0 |
Х70Ю |
Юоо°с; 20 мин, вола |
10 800 1200 |
813 392 32,4 |
— |
37,а 14,0 143,0 |
— |
24. Физические свойства сплавов (ГОСТ 12766.1—77)
Сплав |
||||||
H |
H |
СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 287 |
||||
655—690 655—828 483—600 966 |
345—518 345—518 435—600 793 |
8-13 8—13 0—4,5 3 |
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]
— |
|||
Исходный бериллий |
Ав, МПа |
МПа |
6M. % |
Слиток (0,02 % BeO) |
980 |
860 |
6,2 |
Электрорафинироваиный ГП: 0,97% BeO 0,81 % BeO |
1010 1380 |
875 1010 |
9,8 2,8 |
Магниетермический ГП: 0,86% BeO 1,52 % BeO |
1120 1210 |
935 985 |
5,2 2,1 |
83. Механические свойства поковок из бериллия при растяжении [5]
Растяжение |
00,2 |
Б |
Ф |