Статьи | Металлолом — Part 5

Нитрид кремния также является перспективным материалом для изго­товления деталей так называемых «ади­абатных» двигателей внутреннего сго­рания и газотурбинных установок.

Бескислородное соединение — кар­бид бора B4C—отличается высокими твердостью (HV 37,8 ГПа) и модулем упругости (483,4 ГПа), что предопреде­лило его использование в качестве абразивного материала. Высокая из­носостойкость компактного карбида Сора позволила использовать его в качестве деталей точных приборов. Имеются сообщения о том, что карбид бора был успешно применен для изготовления деталей газодинамиче­ских подшипников гироскопических приборов.

Керамикк и ситаллы. Высокой твер­достью и износостойкостью обладают керамические материалы. К ним, в частности, относятся тугоплавкие ок­сиды (алюминия, бериллия, циркония, кроыа и др.) 188, 101].

В качестве твердого износостойкого материала наибольшее распростране­ние получил оксид алюминия. Устой­чивая модификация а — Al2O3 встре­чается в природе в виде простых (обыкновенный корунд, наждак и др.) и полудрагоценных (лейкосапфир, сап­фир, рубин и др.) разновидностей. Цвет зависит от содержания других оксидов, «истый оксид алюминия, кристалли­зующийся в гексагональной системе, имеет твердость по Moocy 9 (Н 2 • IO4 vJOa)> модуль Юнга порядка 3,5-105 МПа, плотность 3,95—4,02 т/м3, темпе — РатУРУ плавления 2050 cC. Основным сьфьем для получения чистого оксида ajIiOMiiHHH являются бокситы, содержа­ние от ~ 50 до IOO % Al2O3-

Is о

Порошки корунда (природного и собенно синтетического) широко при-

О н

S

CX H S X

Jxl щъ

I «X

288,01 224,61

675,93

%

4—6 0,5—1,7

2,75

Tx

СР

О 5 Sj

З ° ° е-о

О га О f — — О OJ J

As 53 Э — й — я=>

Q

0,865—0,344

8,09—9,73 3,2

I

Н, МПа

12 300

1-2 (по Моосу)

60 000 33 ООО ± 1200

А «и

4 Во

5 Я.

-OK

С к а

2400 (разла­гается)

3000

(под дав­лением азота)

1900 (раапа — гается)

V

Z

H d

3,12—3,27

2,29

8,45 3,18

Кристалли­ческая решетка

Гексаго­нальная плотноупа — кованная Гексаго­нальная

Кубическая Гексаго­нальная

Нитрид

Z Z5? Z CQ CQ

< 8 CO. C/5

Меняют для изготовления разнообраз­ного абразивного инструмента. Ком­пактные пбликристаллические корун­довые материалы (минералокерамики), например микролит ЦМ-332, характе­ризуются высокими твердостью (HRA 90—93), теплостойкостью, химической стойкостью и износостойкостью. Кроме оксида алюминия эта керамика содер­жит в качестве модификатора (позво­ляющего получать однородную мелко­зернистую структуру) некоторое коли­чество оксида магния.

Мииералокерамический материал применяют с целью изготовления рез­цов (режущих пластин) для получисто — вой и чистовой обработки углеродис­тых и легированных сталей и чугуна. Пластинки из этого материала сущест­венно дешевле твердосплавных и позво­ляют обрабатывать металлы и сплавы при более высоких скоростях резания. Корундовая керамика применяется так­же в нефтяной промышленности {изно­состойкие насадки гидромониторных долот, горловины насосов пескоструй­ных аппаратов, штуцера фонтанной арматуры), для изготовления нитеводи — телей ткацких станков и т. п. Исполь­зуется она также в приборостроении (например, для изготовления деталей газодинамических подшипников гиро­скопов), электротехнике и в других отраслях промышленности. Перспек­тивно применять корундовую керамику в сельскохозяйственном машинострое­нии (сопла для разбрызгивания ядохи­микатов и жидких минеральных удоб­рений, элементы почвообрабатывающих орудий). Свойства минералокерамики регламентирует ГОСТ 6912—87.

Ю Ю СО СО Tf LO

Оооооо

Ч о

4 о О

T

5 X

Tf

S Я! П.

To Ю OO OO CM LO — г-* С t ci со» ^r-«

Оооооо

Оооооо

Оооооо

CTC CD — СО OO

О» о» о» о» о» о»

Оооооо

IIIIM

CM О LO

СО СО — з — CM СО СО

Обработка

«С

МПа

%

Пруток прессован­ный диаметром 65 мм*1

Без термической обработки

20 —183 -196

580 710 730

200 280 300

28 24 26

31

32 32

Пруток диаметром 65 мм, перекованный на квадрат размером 12Х 12 мм

Без термической обработки

20 —183 —196

760 920 950

410 510 560

23 22 16

30 30 21

Закалка с 8500G в воду

20 —183 —196

830 980 1000

340 480 460

17 16

12

20 19 17

Закалка с 8500C в воду, отпуск при 400 0C

20 — 183 —196

820 930 950

340 420 450

— ’22′

35

Отжн: прн 700 0C

20 — 183 —196

620 730 740

310 390 400

29 27 26

36 29 27

Ударнаи вязкость, МДж/м2

TOC \o «1-3» \h \z t,°С . . ………. 20 —183 —196

KCU. . . ……… 1,0 0,90 0,85

KCV……….. . 0,65 0,55 —’

Печивает его сплавам удельную проч­ность более высокую, чем прочность многих сталей и алюминиевых сплавов. Высокая удельная прочность сплавов титана необходима для изготовления деталей и узлов летательных аппа­ратов.

Титан немагнитен и, следовательно, может применяться в крноэнергетике для изготовления электрических ма­шин, использующих сверхпроводящие материалы.

Механические свойства порошковых материалов зависят от их плотности (табл. 76).

ВТЗ-1Л

«в. МПа

°0,2′ МПа

Ob-

МПа

200 350 400 450 500

720 650 620 590

970 960 900 890 700

810 790 74 О

73. Кратковременная прочность Итого и порошкового сплава ВТЗ-1 [4 J

ВТЗ-1 порош­ковый

0C

°о,2. МПа

810 800 780 750 630

Применение титановых сплавов.

В авиастроении, ракетостроении — каркасные детали, обшивка, топлив­ные баки, детали реактивных двигате­лей, диски и лопатки компрессоров, детали воздухозаборника, детали кор­пусов ракетных двигателей второй и третьей ступени н т. д.

В судостроении — обшивка корпу­сов судов и подводных лодок, сварные трубы, гребные винты, детали насосов и др.

В химической промышленности: ре­акторы для агрессивных сред, насосы, емеевики, центрифуги и др.

В гальванотехнике: ваниы для хро­мирования, анодные корзины, теплооб­менники, трубопроводы, подвески и др.

В газовой и нефтяной промышлен­ности: фильтры, седла клапанов, ре­зервуары, отстойники и др.

В криогенной технике: детали холо­дильников, насосов компрессоров, теп­лообменники и др.

В пищевой промышленности: сепара­торы, холодильники, емкости для про­дуктов, цистерны и др.

В медицинской промышленности: ин­струмент, наружные и внутренние про­тезы, внутрикостные фиксаторы, за­жимы и др.

74. Химический состав (в %) некоторых зарубежных порошковых титановых сплавов [41]

Характеристики свариваемости литейных магниевых сплавов (аргонодуговая сварка) (31]

T спекания,

Сгв, МПа

В, %

Сплав

0C

% Ч

1300

3

590—690

0,7—6,3

ВТ5

1300

4

620—730

2,4—6,9

1400

3

770—810

0,8—3,8

1400

4

650—830

1,2—4,8

1300

3

450—710

0

ВТ5-1

1300

4

620—720

0

1400

3

400—680

0

1400

4

630—700

0

1—

ОТ 4

1300

4

700—720

8—12

ВТ6

1300

4

740

4,4

Жндкоте­кучесть (по длине прутка), M

МЛ 2

650—645

750—800

1,6—1,9

0,500

МЛЗ

630—560

720—800

1,4-1,6

0,425

2,15

МЛ4, МЛ4пч

610—400

720—800

1,2—1,4

0,375

2,35

МЛ5,

600—430

720—800

1,1—1,3

0,300

2,90

МЛ5он,

МЛ5пч

3,35

МЛ 6

600—440

720—800

1,1—1,2

0,275

МЛ 7-1

610—505

720—780

1,2—1,3

0,375

• 2,50

МЛ 10

640—550

720—800

1,2—1,5

0,300

2,50

МЛ 11

645—590

720—800

1,2—1,5

0,200

2,90

МЛ 12

640—550

730—800

1,3—1,4

0,300—0,325

2,80

МЛН

648—560

720—800

1,3—1,4

___

МЛ15

630—539

720—800

1,3—1,6

0,275—0,300

3,20

МЛ 19 ‘

1,2—1,5

0,275—0,300

3,15

Й

Л ^

Д терми — кой об — ютки

Присадка

Условия заварки дефектов отливок (деталей)

С

О

OQ tr Cl

МЛ5

Основной материал

Без подогрева и с подогревом в ин­тервале 350—380° в зависимости от жесткости детали [20]

МЛ5пч

То же

То же

МЛЮ

»

То же в интервале 380—430е [21]3

МЛ11

Т6

I

С подогревом в интервале 380— 430°

МЛ 12

Tl

Проволока марки CB122 «

G подогревом (общий + местный) в интервале 400—430°

МЛ8

Т6

Основной материал

С созданием теплового барьера в зоне плавки *г

МЛ 12

Проволока марки CB122 **

Без подогрева (сплавы склонны к об­разованию трещин в шве, зоне сплав­ления и околошовной зоне *4)

МЛ8

То же

МЛ15

„ ?,.

МЛ9

Основной материал

Без подогрева и с местным подогре­вом *2 в интервале 380—470J в зави­симости от жесткости детали

32. Области применения литейных магниевых сплавов [30]

Эти стали устойчивы в морской воде и окислительных средах. Упругие элементы из них можно изготовлять методами холодной штамповки нз за­каленных заготовок, а затем уже их подвергать упрочняющему старению (отпуску). Возможен также и другой способ — горячая деформация (штам­повка), а затем закалка и старение.

Немагнитные пружин­ные сплавы. Более высокая коррозионная стойкость в сочетаний с немагнитностью и отсутствием склон­ности к хрупким разрушениям харак­теризует аустенитные хромоникелевые стали.

Широко применяют аустенитные стали типа 18-9, 18-10, упрочняемые после закалки пластической деформа­цией с высоким обжатием, в процессе которой, особенно при низких тем­пературах, может образовываться так называемый мартенсит деформации, что увеличивает степень упрочнения, но в то же время делает сталь ферро­магнитной.

Обычно стали этой группы, например -08Х18Н10Т, используют для изго­товления пружин; полуфабрикаты В виде проволоки или ленты.

Прочность проволоки тем больше. Чем меньше диаметр или толщин^’ При диаметре 8,01 мм ав — 1400-f 1600 МПа и 6 > 20 %, а при Af метре 0,11—0,71 мм ов = I750*

2050 МПа и число скручиваний не

Используя полуфабрикаты (лента,1Н проволока) из стали типа 18-9 !0Н 18-Ю диаметром или толщиной более 10 мм, нельзя получить большие сжатия н соответственно повышенную прочность. Поэтому из этих сталей пружины больших сечений не изго­товляют.

Технология изготовления пружин из коррозионно-стойких сталей указан­ного типа состоит из следующих опе­раций: навивки, отпуска (обычно при 450 0C), заневоливания и полирова­ния.

Прн конструировании упругих эле­ментов из сталей 08Х18Н10Т и 12Х18Н9Т рекомендуется принимать модуль нормальной упругости рав­ным 190 ГПа, модуль сдвига 70 ГПа; допускаемые напряжения *1 для пру­жии с неограниченной долговечностью 600—800 МПа, а с ограниченной — 850—1200 МПа. После навивки пру­жин из сталей типа 18-Ю и 18-9 произ­водится отпуск,/повышающий их ра­ботоспособность, для первой стали при 450 0C1 а для второй — при 500 0C. 1

В тех случаях, когда нужна полная пемагнитность в сильноупрочненном состоянии, применяют стали I7X18H9 и 37Х12Н8Г8МФБ также после силь — ной деформации.

Когда необходимо изготовлять не­магнитные и коррозионно-стойкие пру-, жилы и другие упругие элементы слож­ной формы методами холодной пласти­ческой деформации с большим обжа — ием, с глубокой и сложной вытяж — К°Й, например сильфоны, гофриро­ванные мембраны и т. п., используют аустенитные дисперсионно-твердеющие сплавы, упрочняемые термической об­работкой. В закаленном аустенитном состоянии эти сплавы высокопластич — ны и легко деформируются давлением, ® затем после деформации (формовки) ® процессе последующего отпуска (старения) упрочняются. Эти сплавы отличие от предыдущих упрочняются в больших сечениях н поэтому могут

Д’ Верхний предел — для проволоки болл ром °’2 мм — а нижний для про — «ОКИ диаметром 8 мм.

Быть применены для изготовления сравнительно крупных по размерам упругих элементов. К числу такия сплавов на железоникельхромовой ос« нове относятся 36НХТЮ, 36НХТЮ5М и 36НХТЮ8М (табл. 16). Помимо повышенной коррозионной стойкости указанные сплавы также отличаются теплостойкостью: 36НХТЮ — до 250 0C, 36НХТЮ5М — до 250—300 0C и 36НХТЮ8М — до 300—350 cC. Термическая обработка и свойства этих сплавов приведены в табл. 17«

Для упругих элементов, у которых должна быть наиболее высокая кор­розионная стойкость, особенно в окислительных средах, применяют сплавы 70НХМБЮ и 47ХНМ’ на ни — кельхромовой основе. У первого вы­сокая коррозионная стойкость и тепло­стойкость; его можно использовать при температуре до 500—550 °G (табл. 17).

Для упругих элементов малых се« чений и простой формы, но от которых требуется очень высокая прочность (ов > 2500^-3000 МПа), высокое со­противление усталости и коррозион­ная стойкость при немагнитности, при­меняют сплавы на (Со—Ni—Сг)-ос — иове. Основная область. применения этих сплавов — заводные пружины различных механизмов. Состав этих сплавов приведен в табл. 18. Их уп­рочняют путем термомеханической об­работки, включающей в себя закалку, холодную пластическую деформацию с высокими обжатиями и последующее старение (отпуск) для преобразования субструктуры и образования сегрега — ций из атомов углерода и легирующих элементов. Режимы упрочняющей об­работки и механические свойства спла­вов этого типа приведены в табл. 19.

Со

СО

1

О щ

I

О

I

О

O

О

I

О

00 I

I

О

I

Щ СО

140-

I

О

CTI

I

О г-

12 1 л о а>

SSo —. — 00

=UsLiiiici

А о

4 га

5

Cl Щ

Ь га S

X

S

E E

О

E

A

¦X. S Cl

¦е-

S ь

E

Га

О о о

С S

LO

2

О

О

О

О

N

СО

IO

Со

CM

I

I

I

I

I

О

I

О

I

О

I

О

IO

Ю

Tf

Ю

CM

—«

‘—’

О ю

СО

О

Ю

CM

&га

— ООЗОСОСООСО

О

S — S

¦е-

О со

Со О

00 CL

И И о о о о

IO ю

О

U

О оо

Ев

S

•S О

О о

О о

IO

И

Scroll to Top