- .
В современном мире существует огромное количество способов производства стали. Сегодня можно выбрать наиболее оптимальные способы производства.
К таковым относятся:
Основа всех вышеперечисленных способов – это окислительный процесс, который направленный на резкое снижение некоторых веществ в чугуне.
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 СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 584 |
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).
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 |
/г |
|
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 %
Рнс. 2. Влияние содержания легирующих элементов на окисление (увеличение массы) (в) и линейный рост (<Г) чугуна при 1223 — 1273 К [26J:
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)
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 |
СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 363 |
"в |
(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 |
|||||
"в |
"т |
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 |
"в |
Gioo СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 366Жаростойкость 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]
64. Режимы отжига (а+ Р)-сплавов (прутки, поковки, штамповки, профнлв трубы и изделия из них) [10, 26) 1
*' 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]
Се Влияние температуры деформирования на механические свойства титановых ^лав0В ВТЗ-1 и ВТ22 [17]
|