С канавками
|
Химической чистоты
Сплав
|
. Полуфабрикаты, толщина или диаметр
|
К я а са H
Я
В и
|
Ь
|
Е
|
О (5
|
<э
|
О
СГ е
|
О О
\ CS
О"
To
|
Q Q
Q
§
|
|
|
|
МПа
|
АМг2
|
JIhct ‘ отожженный, 1,5 мм
|
100 150 200 250
|
—
|
140 100 60 30
|
110 70 40 20
|
100
50
|
Ё
|
80 55 20
|
75 35
|
АМгЗ
|
|
100 150 200
|
—
|
160 120 60
|
130 70 40
|
110 20
|
—
|
85 65 20
|
80 50
|
АМг4
|
Лист отожженный, 2,0 мм
|
175 200
|
130 105
|
95 75
|
|
—
|
60 40
|
—
|
–
|
АМг5
|
|
!75 200
|
120 90
|
100 65
|
—
|
—
|
85 40
|
55
|
–
|
|
Пруток без термической обработки, 20 мм
|
175 200
|
140 100
|
120 70
|
–
|
—
|
80 40
|
50
|
–
|
АМгб
|
Лист отожженный, 1,5 мм
|
20 50 100 150 200 250
|
—
|
290 220 140 70
|
300 250 180 100 45 25
|
280 230 120
|
—
|
155 150 130 GO
|
150 145 110 20
|
Д16
|
Лист закаленный н естественно состаренный, 1,5—3 мм
|
100 150 200
|
400 350 240
|
390 300 180
|
380 240 120
|
\
|
—
|
280 180 80
|
120 45
|
|
Профиль закаленный и искусственно состаренный, 5— 10 мм
|
175 200
|
330 285
|
275 225
|
225 160
|
—
|
230 170
|
150 95
|
90 60
|
|
Профиль закаленный и искусственно состаренный, 50 мм
|
100 150 175
|
—
|
390 320 270
|
—
|
–
|
—
|
340 260 210
|
|
Д19
I
|
Лист закаленный «н естественно состаренный, 2 мм
|
150 175 200
|
250
|
320 230 180
|
250 170 120
|
—
|
120
|
180 135 80
|
|
Продолжение табл. в
—
|
|
К
|
|
|
|
|
|
О
|
О. о
|
Реализованы два способа получения мартенситной структуры, обладающей высокой кавитационной стойкостью [7]:
1) использование сталей, легированных хромом и марганцем, образующих нестабильные твердые растворы, способные упрочняться при деформации во время эксплуатации, вследствие образования мартенсита;
2) образование безуглеродистого мартенсита с последующим его старением, приводящим к упрочнению.
К сплавам первой группы относятся аустенитные стали. Типичным представителем такого сплава является сталь 30ХЮП0 [7] (табл. 33). В структуре литой стали карбиды расположены по границам зерен и двойников. После закалки от IlOO0C и ковки структура стали полностью аустенитная. Распад аустенита проходит очень интенсивно при пластической деформации; при этом достигается высокая степень упрочнения. Стойкость этой стали к кави – тационным разрушениям, по сравнению с другими сталями, применяемыми в гидротурбостроении, существенно выше.
Ну.
Нередко в рабочих условиях детали должны сочетать высокую кавитацион – ную стойкость с коррозионной и абразивной стойкостью. С этой целью 8 хромомарганцовые стали, содержащие до 0,1 °/0 С, 13—17 % Cr, 10-15 % Mn, добавляют 0,1—0,3 % N2.
Без
Ко второму типу относятся стали 0 высоким содержанием никеля и Bt3′ ким — углерода (0,03—0,05 %)
Чго
Позволяет при закалке получать
Углеродистый мягкий мартенсит. Леги рующие элементы подбираются с У4®" том того, чтобы при отпуске происходи распад пересыщенного твердого РасТБ ра с образованием интерметаллиД0 ‘
33. Состав, свойства и кавитационная стойкость некоторых сталей, Используемых в гидротурбостроении [7]
Содержание компонентов %
Сталь
Mn
Ni
МПа
ЗОЛ (1414-75)
20X13 (5632-72) 17Х18Н 9 (5632-72)
ЗОХЮГЮ
0,14—0,22
0,14—0,22 0,13—0,20
0,3— 0,65
9,0— 11,0
0,3—0,4
12,0—14,0 17,0—19,0
400
600 570
700
225
400 210
400
25
20 40
16
8,0— 10,0
9,0-11,0
1 Остальное Fe.
К таким легирующим элементам относят Al и Ti, которые в сочетании с никелем могут давать интерметаллиды типа Ni3Ti, Ni3Al и Ni3 (Ti, Al).
Разработан новый класс сталей, названных трипсталями, т. е. сталями, в которых превращение инициируется деформацией (Transformation Induced Plasticity). В таких сталях высокая прочность и пластичность, а также кавитационная стойкость достигаются выбором определенного состава стали, режима термической обработки и температурной деформации. Состав трнп – стали следующий: 0,3 % С, 9 % Cr, 8 % Ni, 4 % Mo, 2 % Mn, 2 % Si нли 0,25 % С, 25 % Ni, 4 % Mo, 1,5 % Mn. Трипстали считают сплавами, сочетающими самую высокую прочность и вязкость. Поэтому они являются самыми надежными конструкционными материалами.
Кавитацнонная стойкость чугунов, как правило, ниже стойкости сталн. Наиболее слабыми участками микроструктуры, подверженными разрушению от кавитации, являются графито – Еые включения. Серый чугун с пластинчатым графитом обладает низкой кавитационной стойкостью. Чугун с шаро – иДным графитом имеет более высокую сопротивляемость кавнтационным разрушениям. В отличие от серых белые Угуны обладают значительно большей кавитационной стойкостью. Кавитационная стойкость чугунов зависит не только от формы графита, но и от прочности металлической основы на границах раздела с графитом. С целью увеличения прочности основы чугуна его легируют чаще всего никелем или молибденом. Например, легированный серый чугун с 1 % Ni и 0,28 % Mo имеет в 2 раза большую кавитационную стойкость, чем нелегированный [7].
Нередко в условиях воздействия кавитации работают детали, изготовляемые из цветных сплавов [101]. Наиболее распространенными являются медные сплавы. Различие в кавитационной стойкости медных сплавов определяется фазовым составом. Медные сплавы имеют мягкую, пластичную а-фазу н твердую, хрупкую Р-фазу. Разрушение сплава от микроударов при кавитации начинается на границах и распространяется в сторону менее прочной а-фазы. С увеличением количества Р-фазы н более равномерным ее распределением кавитационная стойкость возрастает. В бронзах в а-фазном состоянии повышение кавитационной стойкости достигается легированием твердого раствора, В табл. 34 это прослеживается на примере различных бронз [7], легированных кремнием, бериллием, марганцем и др.
|
0,014 0,038
0,061 0,149
|
0,030 0,057
0,101 . 0,177
|
0,018 0,047
0,073 0,156
|
—
|
0,19
|
ОД»
|
С, кДж/(кг-°С)
|
0,71
|
0,71
|
0,71
|
—
|
—
|
_
|
Рабочая температура, °С:
Многократное воздействие однократное воздействие
|
1257 1497
|
1257 1497
|
1257 1497
|
1257 1497
|
1257
|
1257
|
*г Nextel 312 — алюмоборосилнкатное волокно фирмы ЗМ Со; состав: 62 % Al2O3, 14 % B2O3, 24 % SiO2 (об, доля);
Волокно кремния фирмы John—Manville Corp. — содержание кремния 99,7 % (об – доля).
3
\
Ж
О X а о
А
___________________________________________ /__________________
Иая прочность LCP, получаемых литьевым формованием, в 2 раза превосходит удельную прочность алюминия.
Углепластики с термопластичными связующими на основе К-полимеров, имеющих высокую вязкость разрушения, исследовала фирма Дюпон. Были рассмотрены связующие K-I и K-H с максимальной рабочей температурой соответственно 177 и 232 0C (табл. 156). В качестве армирующего материала использовалось углеродное волокно AS-4. Результаты испытаний однонаправленных углепластиков приведены в табл. 157. Воздействие внешней среды оценивалось по снижению прочности при сдвиге, определяемой при испытании на изгиб коротких балок. Наибольшее снижение прочности (—-14 %) получено после выдержки в воде при 71 0C в течение 336 ч; при этом максимальное влагосодержание в углепластике AS-4/K-I составляло 0,28 %.
Теплозащитные композиционные материалы для летательных аппаратов многократного использования изготовляют из тугоплавких волокон (химически чистого кремния, алюмоборо – силикатных волокон); они обладают сильной анизотропией теплофизиче- ских характеристик в плоскости формования и перпендикулярных к ней. Низкая теплопроводность материала по нормали к плоскости формования обеспечивается преимущественной ориентацией волокон при формовании.
Плотность КМ, его прочностные и теплофизические характеристики определяются относительным объемным содержанием волокон. Состав и свойства теплозащитных KM приведены в табл. 158.
Эффективность теплозащитного материала повышается при нанесении тонкого покрытия из стекла специального состава, служащего радиационным экраном и обеспечивающего отвод (до 80 %) теплового потока.
Низкая прочность материала и малый коэффициент линейного расширения вызывают необходимость обеспечения термической совместимости теплозащитного KM и защищаемой конструкции или изоляции KM от деформируемой поверхности путем введения компенсирующих прокладок.
Список литературы
1. Акопов И. А., Бобрищев-Пущ, кии Д. M., Прокофьева A. K-, Яце^
Ко К. П. Безопасность труда при ра. боте с бериллием и его сплавами. Машиностроение, 1964. 216 с.
2. Альтман М. Б., Лебедев А. А, Чухров М. В. Плавка и литье легких сплавов. M.: Металлургия, 1969. С. 100—139.
3. Алюминиевые сплавы/Под ред. В. И. Елагина, В. А. Ливанова. M.;’ Металлургия, 1984. 407 с.
4. Анциферов В. H., Устинов В. С., Олесов Ю. Г. Спеченные сплавы на основе титана. M.: Металлургия, 1984. 167 с.
5. Бериллий. Наука и технология. M.: Металлургия, 1984. 110 с.
6. Бибиков Е. Jl., Глазунов С. Г., Неуструев А. А. и др. Титановые сплавы. Производства фасонных отливок нз титановых сплавов. M.: Металлургия, 1983. 296 с.
7. Борисова Е. А., Бочвар Г. А., Брун М. Я., Глазунов С. Г. и др. Металлография титана. M.: Металлургия, 1980. 464 с.
8. Волокнистые композиционные материалы/Под ред. Дж. Уитона. Э. Скала. M.: Металлургия, 1988. 42 с.
9. Вульф Б. К. Титан в электронной технике. M.: Энергия, 1975. 184 с.
10. Вульф Б. К. Термическая обработка титановых сплавов. M.: Металлургия, 1969. 375 с.
11. Герчикова Н. С. Тонкая структура и коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов. M.: Металлургия, 1982. 128 с.
12. Глазунов С. Г., Моисеев В. Н. Конструкционные титановые сплавы. M.: Металлургия, 1974. 366 с.
|
117
|
—
|
0,71
|
101 920
|