Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы. Реферат жаропрочные стали и сплавы

Реферат Жаропрочные сплавы

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 История
• 2 Сплавы на основе никеля
  • 2.1 Легирование
  • 2.2 Фазовый состав
  • 2.3 Термическая обработка
• 3 Жаропрочность
  • 3.1 Длительная прочность
• 4 Сплавы на основе кобальта
  • 4.1 Особенности жаропрочных сплавов на кобальтовой основе
• 5 Монокристаллические жаропрочные сплавы
• 6 Диффузионные покрытия
  • 6.1 Процесс пакетной цементации
  • 6.2 Покрытие в газовой фазе
• 7 Плазменные покрытия
ПримечанияЛитература

Введение

Схема турбореактивного двигателя. Детали последних ступеней компрессора высокого давления и детали турбины изготавливаются из жаропрочных сплавов на никелевой основе.

Жаропрочные сплавы — металлические материалы, обладающие высоким сопротивлением пластической деформации и разрушению при действии высоких температур и окислительных сред. Начало систематических исследований жаропрочных сплавов приходится на конец 1930-х годов — период нового этапа в развитии авиациии, связанного с появлением реактивной авиации и газотурбинных двигателей (ГТД).

Жаропрочные сплавы могут быть на алюминиевой, титановой, железной, медной, кобальтовой и никелевой основах. Наиболее широкое применение в авиационных двигателях получили никелевые жаропрочные сплавы, из которых изготавливают рабочие и сопловые лопатки, диски ротора турбины, детали камеры сгорания и т. п. В зависимости от технологии изготовления никелевые жаропрочные сплавы могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее жаропрочными являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050—1100 °C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках[1].

1. История

Первые жаропрочные стали для газотурбинных двигателей были разработаны в Германии фирмой Krupp в 1936—1938 годах. Высоколегированная аустенитная сталь Тинидур создавалась как материал рабочих лопаток турбины на температуры 600—700 °C. Тинидур — аустенитная сталь с дисперсионным твердением (Ni3Ti) и карбидным упрочнением. В 1943-44 годах годовое производство Тинидур составляло 1850 тонн. Институтом DVL и фирмой Heraeus Vacuumschmelze были разработаны аустенитые стали (сплавы по английской терминологии) DVL42 и DVL52 на более высокие рабочие температуры 750—800 °C. Составы сталей приведены в таблице.

В Германии 1940-х годов среди разработчиков авиационных ГТД существовало стремление повысить температуру газа перед турбиной до 900 °C. С этой целью институт DVL совместно с рядом фирм экспериментировал с аустенитными сложнолегированными сплавами. В ходе войны была признана невозможность подобного решения по причине острого дефицита в Германии легирующих элементов. В результате исследования приняли два направления: 1. создание полых охлаждаемых воздухом лопаток (рабочих и сопловых) при соответствующем снижении легирования используемых материалов; 2. исследование возможностей керамических материалов. Оба направления работ являлись пионерскими, по каждому из них были получены значимые результаты. Первые серии реактивного двигателя Jumo-004 выпускались с 1942 года с монолитными рабочими и сопловыми лопатками из материала Тинидур. Позднее заменены полыми охлаждаемыми лопатками из того же материала, что позволило повысить температуру газа перед турбиной до 850 °C (серия Jumo-004E). С 1944 года на двигателе Jumo-004 применялись охлаждаемые рабочие лопатки из менее дефицитной стали Cromadur.

К 1942 году в Великобритании создан жаропрочный сплав нимоник-80 — первый в серии высокожаропрочных дисперсионно-твердеющих сплавов на никель-хромовой основе. Создатель сплава — сэр Уильям Гриффитс Griffiths W.T. Основа сплава нимоник-80 — нихром (80 %Ni — 20 %Cr), известный с начала XX века своей высокой жаростойкостью и высоким электрическим сопротивлением. Ключевыми легирующими элементами сплава нимоник-80 являлись титан (2,5 %) и алюминий (1,2 %), образующие упрочняющую фазу. Количество упрочняющей гамма-штрих фазы в сплаве составляло 25-35 об%[5]. Нимоник-80 использовался в деформированном состоянии для изготовлвения рабочих лопаток турбины одного из первых газотурбинных двигателей Ролс-Ройс «Нин», стендовые испытания которого начались в октябре 1944 г. Лопатки турбины из сплава нимоник-80 обладали высокой длительной прочностью при температурах 750—850 °C. В СССР аналогами сплава нимоник-80 являются никелевые жаропрочные сплавы ЭИ437, ЭИ437А (ХН77ТЮ) и ЭИ437В (ХН77ТЮР), срочным порядком созданные к 1948 году сотрудниками ВИАМ, ЦНИИЧермет и завода «Электросталь» при участии Ф. Ф. Химушина[6].

Основу жаропрочных сплавов, как правило, составляют элементы VIII группы таблицы Менделеева. До 40-х годов XX века основу жаропрочных сплавов составляли железо или никель. Добавлялось значительное количество хрома для увеличения коррозионной стойкости. Добавки алюминия, титана или ниобия увеличивали сопротивление ползучести. В некоторых случаях образовывались хрупкие фазы, такие, например, как карбиды M23C6. В конце 40-х годов прекратилось, в основном, использование железа как основы жаропрочных сплавов, предпочтение начали отдавать сплавам на основе никеля и кобальта. Это позволило получить более прочную и стабильную гранецентрированную матрицу.

В конце 1940-х годов была обнаружена возможность дополнительного упрочнения жаропрочных сплавов путём легирования молибденом. Позже для этой же цели начали применять добавки таких элементов, как вольфрам, ниобий, тантал, рений и гафний. (См. Карбид тантала-гафния)

2. Сплавы на основе никеля

Рабочая лопатка ротора турбины двигателя RB199, из литейного никелевого жаропрочного сплава, бывшая в эксплуатации.

В 1950-х годах компаниями Pratt & Whitney и General Electric были разработаны сплавы Уаспалой (Waspaloy) и M-252, легированные молибденом и предназначенные для лопаток авиационных двигателей. Затем были разработаны такие сплавы, как Hastelloy alloy X, Rene 41, Инконель, в том числе Inco 718, Incoloy 901 и др.

Согласно оценкам экспертов, за период 1950-1980-х годов химические составы никелевых жаропрочных сплавов изменялись наиболее значительно за счет введения алюминия и замещающих его элементов в ' фазе. Указанное привело к увеличению объемной доли ' фазы от 25-35 об.% в сплавах нимоник 80 и U-700 до 65-70 об.% в современных лопаточных материалах[5].

2.1. Легирование

Жаропрочные сплавы на основе никеля, как правило, обладают сложным химсоставом. Он включает 12 — 13 компонентов, тщательно сбалансированных для получения необходимых свойств. Содержание таких примесей, как кремний (Si), фосфор (P), сера (S), кислород (O) и азот (N) также контролируется. Содержание таких элементов, как селен (Se), теллур (Te), свинец (Pb) и висмут (Bi) должно быть ничтожно малым, что обеспечивается подбором шихтовых материалов с низким содержанием этих элементов, т.к. избавиться от них в ходе плавки не представляется возможным. Эти сплавы обычно содержат 10—12 % хрома (Cr), до 8 % алюминия (Al) и титана (Ti), 5-10 % кобальта (Co), а также небольшие количества бора (B), циркония (Zr) и углерода (C). Иногда добавляются молибден (Mo), вольфрам (W), ниобий (Nb), тантал (Ta) и гафний (Hf).

Легирующие элементы в этих сплавах можно сгруппировать следующим образом:

1. Элементы, образующие с Ni аустенитную -матрицу с гранецентрированной кристаллической решёткой — Co, Fe, Cr, Mo и W
2. Элементы, образующие упрочняющую ' фазу (Ni3X) — Al, Ti, Nb, Ta, Hf. При этом Ti, Nb и Ta входят в состав фазы и упрочняют её.
3. Элементы, образующие сегрегации по границам зёрен — B, C и Zr

К карбидообразующим элементам относятся Cr, Mo, W, Nb, Ta и Ti. Al и Cr образуют оксидные плёнки, защищающие изделия от коррозии.

2.2. Фазовый состав

К основным фазам жаропрочных сплавов относятся:

1. Гамма-фаза () является матрицей с г.ц.к. кристаллической решёткой. В твёрдом растворе этой фазы содержится большое количество Co, Cr, Mo, W
2. Гамма-штрих (') фаза образует частицы преципитата, имеющего также г.ц.к. кристаллическую решётку. В эту фазу входят такие элементы, как Al и Ti. Объёмная доля этой фазы, когерентной аустенитной матрице достаточно велика
3. Карбиды. Содержание углерода в сплавах относительно невелико (0,05-0,2 %). Он соединяется с карбидообразующими элементами — Ti, Ta, Hf
4. Зернограничная '-фаза. Эта фаза образуется в виде плёнки по границам зёрен в процессе термической обработки.
5. Бориды Выделяются по границам зёрен в виде редких частиц
6. Фазы т. п. у. (топологически плотно упакованные фазы) имеют пластинчатую морфологию. Пример: фазы , и фаза Лавеса. Эти фазы приводят к охрупчиванию материала и являются нежелательными.

2.3. Термическая обработка

Деформируемые никелевые жаропрочные сплавы содержат в матрице дисперсные выделения карбидов типа MC. Гомогенизационный отжиг даёт возможность подготовить матрицу к получению равномерного распределения частиц упрочняющей фазы ' в процессе последующего старения. Для примера, для сплава Inco 718 гомогенизационный отжиг продлится в течение 1 часа при 768 °C, а старение проводится в два этапа: 8 часов при 718 °C и 8 часов при 621 °C. После гомогенизационного отжига важно выдержать скорость охлаждения, чтобы препятствовать выделению нежелательных фаз. Охлаждение между этапами старения проводится плавно в течение 2 часов.

3. Жаропрочность

Одним из факторов, определяющих жаропрочность, является высокое сопротивление ползучести. Жаропрочность сплавов оценивается пределами длительной прочности или ползучести при высоких температурах, и связана, в первую очередь, с их структурой и составом. По структуре жаропрочные сплавы должны быть многофазными с прочными границами зёрен и фаз[1]. В никелевых жаропрочных сплавах сказанное обеспечивается многокомпонентным легированием. При этом жаропрочность сплавов тем выше, чем больше объёмная доля упрочняющих фаз и чем выше их термическая стабильность, то есть устойчивость против растворения и коагуляции при повышении температуры.

3.1. Длительная прочность

Никелевые жаропрочные сплавы используются при температурах 760—980 °C. Литые жаропрочные сплавы имеют высокоую длительную прочность при более высоких температурах. Например, сплав MAR-M246 имеет длительную прочность 124 МПа после 1000 часов выдержки при 982 °C.

Жаропрочные сплавы на никелево-железной основе используются при температурах 650—815 °C. Их длительная прочность намного ниже.

4. Сплавы на основе кобальта

Ещё в начале XX века компанией Хэйнс (англ. Haynes) были получены патенты на сплавы системы Co — Cr и Co — Cr — W. Эти сплавы, именуемые «стеллитами» использовались вначале для производства режущего инструмента. и износостойких деталей. В 1930-х годах был разработан литейный Co — Cr — Mo сплав для зубного протезирование Vitallium. Аналогичный по составу сплав HS-21 начал использоваться десятилетие спустя в турбонагревателях и газовых турбинах. Тогда же начали использовать сплав системы Co — Ni — Cr для направляющих лопаток газотурбинных двигателей. В 1943 г. был разработан литейный сплав Co — Ni — Cr — W (X-40) также применяемый при изготовлении лопаток. В 1950—1970 годы были разработаны новые никелевые жаропрочные сплавы, изготовленные путём вакуумной выплавки и упрочняемые за счёт выделения фазы '. Это привело к уменьшению использования сплавов на основе кобальта.

4.1. Особенности жаропрочных сплавов на кобальтовой основе

• Температура плавления у сплавов на кобальтовой основе — более высокая. По этой причине повышены характеристики длительной прочности. Эти жаропрочные сплавы могут работать при более высоких температурах, по сравнению со сплавами на основе никеля и железа
• Высокое содержание хрома повышает сопротивление горячей коррозии
• Сплавы характеризуются повышенным сопротивлением термической усталости и имеют хорошую свариваемость.

5. Монокристаллические жаропрочные сплавы

В 1970—1980 годы началось применение литых жаропрочных сплавов, полученных методами направленной кристаллизации и монокристаллических сплавов на никелевой основе. Применение этих материалов (на никелевой основе) позволило увеличить прочность и термическую долговечность лопаток газовых турбин.

6. Диффузионные покрытия

Поскольку турбинные лопатки, изготовленные из литейных жаропрочных сплавов работают при высоких температурах и в агрессивной среде, возникает необходимость в их защите от горячей коррозии. С этой целью используют диффузионные покрытия двух типов, т. н. пакетная цементация и покрытия, наносимые в газовой фазе. В процессе покрытия происходит обогащение поверхностного слоя алюминием и образование алюминида никеля, как матрицы покрытия.

6.1. Процесс пакетной цементации

Процесс происходит при более низкой температуре (около 750 °C). Детали помещаются в коробки со смесью порошков: активный материал, содержащий алюминий и образующий покрытие, активатор (хлорид или фторид) и термический балласт, например, окись алюминия. При высокой температуре образуется газообразный хлорид (или фторид) алюминия, который переносится на поверхность изделия. Затем происходит распад хлорида алюминия и диффузия алюминия вглубь объема. Образуется т. н. «зелёное покрытие», очень хрупкое и тонкое. После этого проводится диффузионный отжиг (несколько часов при температурах около 1080 °C). При этом образуется окончательное покрытие.

6.2. Покрытие в газовой фазе

Процесс идёт при более высокой температуре около 1080 °C. Активный материал, содержащий алюминий, не находится в непосредственном контакте с изделием. Нет необходимости и в термическом балласте. Процесс отличается диффузией вовне. Также требуется диффузионный отжиг.

7. Плазменные покрытия

Более современной технологией защиты лопаток является плазменное напыление термобарьерных покрытий. Как правило, термобарьерное покрытие состоит из нескольких слоев — подслой, слой MeCrAlY, слой керамики (часто применяют оксид циркония, стабилизированный иттрием). Для разных двигателей аттестованы вакуумное или атмосферное плазменное напыление, однако все современные разработки выполняются на атмосферной плазме, как более дешевой в эксплуатации.

Примечания

1. ↑ 12 Авиация. Энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 1994, с. 201
2. Luft.-Forschung, Bd 18(1941), N 8, S. 275—279
3. Pomp A., Krisch A.: Zur Frage der Dauerstandfestigkeit warmfester Staehle bei 600, 700 und 800 °C. Mitteilungen der KWI fuer Eisenforschung (Abhandl. 400), 1940
4. Report on Visit to Germany and Austria to investigate Alloys for Use at High Temperature. BIOS Final Report N 396, London, 1946
5. ↑ 12 Giamei A.F., Pearson D.D., Anton D.L. Materials Research Society Symposium Proc. 1985, v. 39, pp. 293-307
6. Туманов А. Т., Шалин Р. Е., Старков Д. П. Авиационное материаловедение. — в кн.: Развитие авиационной науки и техники в СССР. Историко-технические очерки. М.: Наука, 1980, с. 332—334
7. http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/nickel.html - www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/nickel.html
8. ↑ 1234 Superalloys - www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/nickel.html

Литература

• Суперсплавы II. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. — М.: «Металлургия», 1995.
• Строение и свойства авиационых материалов. — М.: «Металлургия», 1989.
• Лекции о суперсплавах на сайте университета Кембриджа - www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/nickel.html.
• Химушин Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы. — М.: «Металлургия», 1969.

Категории: Металлургия, Реактивные двигатели, Материаловедение, Авиационные двигатели, Жаропрочные сплавы.

wreferat.baza-referat.ru

Лекция 20

Лекция 20

Коррозионно-стойкие стали и сплавы. Жаростойкие стали и сплавы. Жаропрочные стали и сплавы

1. Коррозия электрохимическая и химическая.

2. Классификация коррозионно-стойких сталей и сплавов

3. Хромистые стали.

4. Жаростойкость, жаростойкие стали и сплавы.

5. Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы

6. Классификация жаропрочных сталей и сплавов

Коррозия электрохимическая и химическая.

Разрушение металла под воздействием окружающей среды называют коррозией.

Коррозия помимо уничтожения металла отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики деталей, содействуя всем видам разрушения.

Коррозия в зависимости от характера окружающей среды может быть химической и электрохимической.

Электрохимическаякоррозия имеет место в водных растворах, а так же в обыкновенной атмосфере, где имеется влага.

Сущность этой коррозии в том, что ионы металла на поверхности детали, имея малую связь с глубинными ионами, легко отрываются от металла молекулами воды.

Металл, потеряв часть положительно заряженных частиц, ионов, заряжается отрицательно за счет избыточного количества оставшихся электронов. Одновременно слой воды, прилегающий к металлу, за счет ионов металла приобретает положительный заряд. Разность зарядов на границе металл – вода обуславливает скачок потенциала, который в процессе коррозии изменяется, увеличиваясь от растворения металла, и уменьшаясь от осаждения ионов из раствора на металле.

Если количество ионов переходящих в раствор и осаждающихся на металле одинаково, то скорости растворения и осаждения металла равны и процесс коррозии (разрушения металла) не происходит. Этому соответствует равновесный потенциал .

За нулевой потенциал принимают равновесный потенциал водородного иона в водном растворе при концентрации положительных ионов водорода, равной 1 моль ионов +на 1 литр.

Стандартные потенциалы других элементов измерены по отношению к водородному потенциалу.

Металлы, стандартный потенциал которых отрицательный – корродируют в воде, в которой растворен кислород тем активнее, чем отрицательней значение электрохимического потенциала.

Уходящие ионы металла, взаимодействуя с ионами , образуют гидроксиды, нерастворимые в воде, которые называютржавчиной,а процесс их образования –ржавлением.

Схема ржавления железа:

;

Гидроксид железа в присутствии кислорода, растворенного в воде, превращается в. Так как это нерастворимое соединение, то равновесный потенциал не может быть достигнут и коррозия будет продолжаться до полного разрушения.

В зависимости от структуры коррозия имеет разное проявление: при однородном металле – коррозия происходит равномерно по всей поверхности. При неоднородном металле – коррозия избирательная и называется точечной. Это явление наиболее опасно, так как приводит к быстрой порче всего изделия. Избирательная коррозия создает очаги концентрации напряжений, что содействует разрушению.

Химическая коррозияможет происходить за счет взаимодействия металла с газовой средой при отсутствии влаги. Продуктом коррозии являются оксиды металла. Образуется пленка на поверхности металла толщиной в 1…2 периода кристаллической решетки. Этот слой изолирует металл от кислорода и препятствует дальнейшему окислению, защищает от электрохимической коррозии в воде. При создании коррозионно-стойких сплавов – сплав должен иметь повышенное значение электрохимического потенциала и быть по возможности однофазным.

Классификация коррозионно-стойких сталей и сплавов

Коррозионная стойкость может быть повышена, если содержание углерода свести до минимума, если ввести легирующий элемент, образующий с железом твердые растворы в таком количестве, при котором скачкообразно повысится электродный потенциал сплава.

Важнейшими коррозионно-стойкими техническими сплавами являются нержавеющие стали с повышенным содержанием хрома: хромистые и хромоникелевые. На рис. 20.1 показано влияние количества хрома в железохромистых сплавах на электрохимический потенциал сплава.

Рис 20.1. Влияние хрома на потенциал сплавов

Хромистые стали.

Содержание хрома должно быть не менее 13% (13…18%).

Коррозионная стойкость объясняется образованием на поверхности защитной пленки оксида .

Углерод в нержавеющих сталях является нежелательным, так как он обедняет раствор хромом, связывая его в карбиды, и способствует получению двухфазного состояния. Чем ниже содержание углерода, тем выше коррозионная стойкость нержавеющих сталей.

Различают стали ферритного класса08Х13, 12Х17, 08Х25Т, 15Х28. Стали с повышенным содержанием хрома не имеют фазовых превращений в твердом состоянии и поэтому не могут быть подвергнуты закалке. Значительным недостатком ферритных хромистых сталей является повышенная хрупкость из-за крупнокристаллической структуры. Эти стали склонны к межкристаллитной коррозии (по границам зерен) из-за обеднения хромом границ зерен. Для избежания этого вводят небольшое количество титана. Межкристаллитная коррозия обусловлена тем, что часть хрома около границ зерна взаимодействует с углеродом и образует карбиды. Концентрация хрома в твердом растворе у границ становится меньше 13% и сталь приобретает отрицательный потенциал.

Из-за склонности к росту зерна ферритные стали требуют строгих режимов сварки и интенсивного охлаждения зоны сварного шва. Недостатком является и склонность к охрупчиванию при нагреве в интервале температур 450…500oС

Из ферритных сталей изготавливают оборудование азотно-кислотных заводов (емкости, трубы).

Для повышения механических свойств ферритных хромистых сталей в них добавляют 2…3 % никеля. Стали 10Х13Н3, 12Х17Н2 используются для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих в агрессивных средах.

После закалки от температуры 1000oC и отпуска при 700…750oС предел текучести сталей составляет 1000 МПа.

Термическую обработку для ферритных сталей проводят для получения структуры более однородного твердого раствора, что увеличивает коррозионную стойкость.

Стали мартенситного класса20Х13, 30Х13, 40Х13. После закалки и отпуска при 180…250oС стали 30Х13, 40Х13 имеют твердость 50…60 HRC и используются для изготовления режущего инструмента (хирургического), пружин для работы при температуре 400…450o, предметов домашнего обихода.

Стали аустенитного класса– высоколегированные хромоникелевые стали.

Никель – аустенитообразующий элемент, сильно понижающий критические точки превращения. После охлаждения на воздухе до комнатной температуры имеет структуру аустенита.

Нержавеющие стали аустенитного класса 04Х18Н10, 12Х18Н9Т имеют более высокую коррозионную стойкость, лучшие технологические свойства по сравнению с хромистыми нержавеющими сталями, лучше свариваются. Они сохраняют прочность до более высоких температур, менее склонны к росту зерна при нагреве и не теряют пластичности при низких температурах.

Хромоникелевые стали коррозионностойки в окислительных средах. Основным элементом является хром, никель только повышает коррозионную стойкость.

Для большей гомогенности хромоникелевые стали подвергают закалке с температуры 1050…1100oCв воде. При нагреве происходит растворение карбидов хрома в аустените. Выделение их из аустенита при закалке исключено, так как скорость охлаждения велика. Получают предел прочности= 500…600 МПа, и высокие характеристики пластичности, относительное удлинение= 35…45%.

Упрочняют аустенитные стали холодной пластической деформацией, что вызывает эффект наклепа. Предел текучести при этом может достигнуть значений 1000…1200 МПа, а предел прочности – 1200…1400 МПа.

Для уменьшения дефицитного никеля часть его заменяют марганцем (сталь 40Х14Г14Н3Т) или азотом (сталь 10Х20Н4АГ11).

Аустенитно-ферритные стали12Х21Н5Т, 08Х22Н6Т являются заменителями хромоникелевых сталей с целью экономии никеля.

Свойства сталей зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз (оптимальные свойства получают при соотношении – Ф:А=1:1 ). Термическая обработка сталей включает закалку от температуры 1100…1150oC и отпуск-старение при температуре 500…750oC.

Аустенитно-ферритные стали не подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением: трещины могут возникать только на аустенитных участках, но ферритные участки задерживают их развитие. При комнатных температурах аустенитно-ферритные стали имеют твердость и прочность выше, а пластичность и ударную вязкость ниже, чем стали аустенитного класса.

Кроме нержавеющих сталей в промышленности применяют коррозионно-стойкие сплавы – это сплавына никелевой основе.Сплавы типахастеллойсодержат до 80 % никеля, другим элементом является молибден в количестве до 15…30 %. Сплавы являются коррозионно-стойкими в особо агрессивных средах (кипящая фосфорная или соляная кислота), обладают высокими механическими свойствами. После термической обработки – закалки и старения при температуре 800oС – сплавы имеют предел прочностиМПа, и твердость. Недостатком является склонность к межкристаллической коррозии, поэтому содержание углерода в этих сплавах должно быть минимальным.

Жаростойкость, жаростойкие стали и сплавы.

Жаростойкость (окалиностойкость)– это способность металлов и сплавов сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени.

Если изделие работает в окислительной газовой среде при температуре 500..550oC без больших нагрузок, то достаточно, чтобы они были только жаростойкими (например, детали нагревательных печей).

Сплавы на основе железа при температурах выше 570oC интенсивно окисляются, так как образующаяся в этих условиях на поверхности металла оксид железа(вюстит) с простой решеткой, имеющей дефицит атомов кислорода (твердый раствор вычитания), не препятствует диффузии кислорода и металла. Происходит интенсивное образование хрупкой окалины.

Рис. 20.2. Влияние хрома на жаростойкость хромистой стали

Для повышения жаростойкости в состав стали вводят элементы, которые образуют с кислородом оксиды с плотным строением кристаллической решетки (хром, кремний, алюминий).

Степень легированости стали, для предотвращения окисления, зависит от температуры. Влияние хрома на жаростойкость хромистой стали показано на рис.20.2.

Чем выше содержание хрома, тем более окалиностойки стали (например, сталь 15Х25Т является окалиностойкой до температуры 1100…1150oC).

Высокой жаростойкостью обладают сильхромы, сплавы на основе никеля – нихромы, стали 08Х17Т, 36Х18Н25С2, 15Х6СЮ.

Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы

Жаропрочность– это способность металла сопротивляться пластической деформации и разрушению при высоких температурах.

Жаропрочные материалы используются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах, когда имеет место явление ползучести.

Критериями оценки жаропрочности являются кратковременная и длительная прочности, ползучесть.

Кратковременная прочностьопределяется с помощью испытаний на растяжение разрывных образцов. Образцы помещают в печь и испытывают при заданной температуре. Обозначают кратковременную прочность=, например300oС= 300МПа.

Прочность зависит от продолжительности испытаний.

Пределом длительной прочностиназывается максимальное напряжение, которое вызывает разрушение образца при заданной температуре за определенное время.

Например = 200 МПа, верхний индекс означает температуру испытаний, а нижний – заданную продолжительность испытания в часах. Для котельных установок требуется невысокое значение прочности, но в течение нескольких лет.

Ползучесть – свойство металла медленно пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки при постоянной температуре.

При испытаниях образцы помещают в печь с заданной температурой и прикладывают постоянную нагрузку. Измеряют деформацию индикаторами.

При обычной температуре и напряжениях выше предела упругости ползучесть не наблюдается, а при температуре выше 0,6Тпл, когда протекают процессы разупрочнения, и при напряжениях выше предела упругостинаблюдается ползучесть.

В зависимости от температуры скорость деформации при постоянной нагрузке выражается кривой состоящей из трех участков (рис. 20.3):

Рис. 20.3. Кривая ползучести

1. ОА – упругая деформация образца в момент приложения нагрузки;

2. АВ – участок, соответствующий начальной скорости ползучести;

3. ВС – участок установившейся скорости ползучести, когда удлинение имеет постоянную скорость.

Если напряжения достаточно велики, то протекает третья стадия (участок СД), связанная с началом разрушения образца (образование шейки).

Для углеродистых сталей ползучесть наблюдается при нагреве выше 400oС.

Предел ползучести– напряжение, которое за определенное время при заданной температуре вызывает заданное суммарное удлинение или заданную скорость деформации.

НапримерМПа, где верхний индекс – температура испытания вoС, первый нижний индекс – заданное суммарное удлинение в процентах, второй – заданная продолжительность испытания в часах.

Классификация жаропрочных сталей и сплавов

В качестве современных жаропрочных материалов можно отметить перлитные,мартенситные и аустенитныежаропрочные стали,никелевые и кобальтоавыежаропрочные сплавы,тугоплавкиеметаллы.

При температурах до 300oC обычные конструкционные стали имеют высокую прочность, нет необходимости использовать высоколегированные стали.

Для работы в интервале температур 350…500oC применяют легированные стали перлитного, ферритного и мартенситного классов.

Перлитные жаропрочные стали. К этой группе относятся котельные стали и сильхромы. Эти стали применяются для изготовления деталей котельных агрегатов, паровых турбин, двигателей внутреннего сгорания. Стали содержат относительно мало углерода. Легирование сталей хромом, молибденом и ванадием производится для повышения температуры рекристаллизации (марки 12Х1МФ, 20Х3МФ). Используются в закаленном и высокоотпущенном состоянии. Иногда закалку заменяют нормализацией. В результате этого образуются пластинчатые продукты превращения аустенита, которые обеспечивают более высокую жаропрочность. Предел ползучести этих сталей должен обеспечить остаточную деформацию в пределах 1 % за время 10000…100000 ч работы.

Перлитные стали обладают удовлетворительной свариваемостью, поэтому используются для сварных конструкций (например, трубы пароперегревателей).

Для деталей газовых турбин применяют сложнолегированные стали мартенситногокласса12Х2МФСР, 12Х2МФБ, 15Х12ВНМФ. Увеличение содержания хрома повышает жаростойкость сталей. Хром, вольфрам, молибден и ванадий повышают температуру рекристаллизации, образуются карбиды, повышающие прочность после термической обработки. Термическая обработка состоит из закалки от температур выше 1000oС в масле или на воздухе и высокого отпуска при температурах выше температуры эксплуатации.

Для изготовления жаропрочных деталей, не требующих сварки (клапаны двигателей внутреннего сгорания), применяются хромокремнистые стали – сильхромы:40Х10С2М, 40Х9С2, Х6С.

Жаролрочные свойства растут с увеличением степени легированности. Сильхромы подвергаются закалке от температуры около 1000oС и отпуску при температуре 720…780oС.

При рабочих температурах 500…700oC применяются сталиаустенитного класса. Из этих сталей изготавливают клапаны двигателей, лопатки газовых турбин,сопловые аппараты реактивных двигателей и т.д.

Основными жаропрочными аустенитными сталями являются хромоникелевые стали, дополнительно легированные вольфрамом, молибденом, ванадием и другими элементами. Стали содержат 15…20 % хрома и 10…20 % никеля. Обладают жаропрочностью и жаростойкостью, пластичны, хорошо свариваются, но затруднена обработка резанием и давлением, охрупчиваются в интервале температур около 600oС, из-за выделения по границам различных фаз.

По структуре стали подразделяются на две группы:

1. Аустенитные стали с гомогенной структурой17Х18Н9, 09Х14Н19В2БР1,12Х18Н12Т. Содержание углерода в этих сталях минимальное. Для создания большей однородности аустенита стали подвергаются закалке с 1050…1100oС в воде, затем для стабилизации структуры – отпуску при 750oС.

2. Аустенитные стали с гетерогенной структурой 37Х12Н8Г8МФБ, 10Х11Н20Т3Р.

Термическая обработка сталей включает закалку с 1050…1100oС. После закалки старение при температуре выше эксплуатационной (600…750oС). В процессе выдержки при этих температурах в дисперсном виде выделяются карбиды, карбонитриды, вследствие чего прочность стали повышается.

Детали, работающие при температурах 700…900oC, изготавливают из сплавов на основеникеля и кобальта(например, турбины реактивных двигателей).

Никелевые сплавы преимущественно применяют в деформированном виде. Они содержат более 55 % никеля и минимальное количество углерода (0,06…0,12 %). По жаропрочным свойствам превосходят лучшие жаропрочные стали.

По структуре никелевые сплавы разделяют на гомогенные (нихромы)игетерогенные(нимоники).

Нихромы.Основой этих сплавов является никель, а основным легирующим элементом – хром (ХН60Ю, ХН78Т).

Нихромы не обладают высокой жаропрочностью, но они очень жаростойки. Их применяют для малонагруженных деталей, работающих в окислительных средах, в том числе и для нагревательных элементов.

Нимоники являются четвертными сплавами никель – хром (около 20 %) – титан (около 2%) – алюминий (около 1 %) (ХН77ТЮ, ХН70МВТЮБ, ХН55ВМТФКЮ). Используются только в термически обработанном состоянии. Термическая обработка состоит из закалки с 1050…1150oС на воздухе и отпуска – старения при 600…800oС.

Увеличение жаропрочности сложнолегированных никелевых сплавов достигается упрочнением твердого раствора введением кобальта, молибдена, вольфрама.

Основными материалами, которые могут работать при температурах выше 900oC (до 2500oС), являютсясплавы на основе тугоплавких металлов– вольфрама, молибдена, ниобия и других.

Температуры плавления основных тугоплавких металлов: вольфрам – 3400oС, тантал – 3000oС, молибден – 2640oС, ниобий – 2415oС, хром – 1900oС.

Высокая жаропрочность таких металлов обусловлена большими силами межатомных связей в кристаллической решетке и высокими температурами рекристаллизации.

Наиболее часто применяют сплавы на основе молибдена. В качестве легирующих добавок в сплавы вводят титан, цирконий, ниобий. С целью защиты от окисления проводят силицирование, на поверхности сплавов образуется слой MoSi2толщиной 0,03…0,04 мм. При температуре 1700oС силицированные детали могут работать 30 часов.

Вольфрам – наиболее тугоплавкий металл. Его используют в качестве легирующего элемента в сталях и сплавах различного назначения, в электротехнике и электронике (нити накала, нагреватели в вакуумных приборах).

В качестве легирующих элементов к вольфраму добавляют молибден, рений, тантал. Сплавы вольфрама с рением сохраняют пластичность до –196oС и имеют предел прочности 150 МПа при температуре 1800oС.

Для сплавов на основе вольфрама характерна низкая жаростойкость, пленки образующихся оксидов превышают объем металла более, чем в три раза, поэтому они растрескиваются и отслаиваются Изготавливают изделия, работающие в вакууме).

studfiles.net

Реферат Жаропрочная сталь

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 Характеристика
  • 1.1 Ползучесть
  • 1.2 Длительная прочность
• 2 Характеристика химического состава
ЛитератураПримечания

Введение

Жаропро́чная сталь — это вид стали, который используется в условиях высоких температур (от 0,3 части от температуры плавления) в течение определённого времени, а также в условиях слабонапряжённого состояния.

Главной характеристикой, определяющей работоспособность стали, является жаропрочность.

1. Характеристика

Жаропрочность — это способность стали работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения. Основными характеристиками жаропрочности являются ползучесть и длительная прочность.

1.1. Ползучесть

Явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения называется ползучестью. Характеристикой ползучести является предел ползучести, характеризующий условное растягивающее напряжение, при котором скорость и деформация ползучести за определённое время достигают заданной величины. Если допуск даётся по скорости ползучести, то предел ползучести обозначается σ(сигма) с двумя индексами: нижний соответствует заданной скорости ползучести в %/ч (проценты в час), а верхний - температуре испытания. Если задаётся относительное удлинение, то в обозначение предела ползучести вводят три индекса: один верхний соответствует температуре испытания, два нижних — деформации и времени. Для деталей, работающих длительный срок (годы), предел ползучести должен характеризоваться малой деформацией, возникающей при значительной длительности приложения нагрузки. Для паровых турбин, лопаток паровых турбин, работающих под давлением, допускается суммарная деформация не более 1 % за 100000 часов, в отдельных случаях допускается 5 %. У лопаток газовых турбин деформация может быть 1-2 % на 100—500 часов.

1.2. Длительная прочность

Сопротивление стали разрушению при длительном воздействии температуры характеризуется длительной прочностью.

Длительная прочность — это условное напряжение, под действием которого сталь при данной температуре разрушается через заданный промежуток времени

2. Характеристика химического состава

Жаропрочные свойства в первую очередь определяются температурой плавления основного компонента сплава, затем его легированием и режимами предшествующей термообработки, определяющими структурное состояние сплава. Основой жаропрочных сталей являются твёрдые растворы или пересыщенныё раствор, способные к дополнительному упрочнению вследствие дисперсионного твердения.

Для кратковременной службы применяются сплавы с высокодисперсным распределением второй фазы, а для длительной службы — структурно-стабильные сплавы. Для длительной службы выбирается сплав несклонный к дисперсионному твердению.

Самым распространённым легирующим элементом в жаропрочных сталях является хром (Cr), который благоприятно влияет на жаростойкость и жаропрочность.

Высоколегированные жаропрочные стали из-за различных систем легирования относятся к различным классам:

• мартенситные (20Х13, 30Х13),

• мартенситно-ферритные (15Х12ВН14Ф),

• аустенитные (37Х12Н8Г8МФБ).

Внутри каждого класса различаются стали с различным типом упрочнения:

Для котельных установок, работающих длительное время (10000-100000 часов) при температурах 500—580 °C, рекомендуются стали перлитного класса, введение молибдена в которые повышет температуру рекристаллизации феррита и тем самым повышает его жаропрочность.

Однако бо́льшую часть жаропрочных сталей. работающих при повышенных температурах, составляют аустенитные стали на хромоникелевой и хромомарганцевой основах с различным дополнительным легированием. Этои стали подразделены на три группы:

• гомогенные (однофазные) аустенитные стали, жаропрочность которых обеспечивается в основном легированностью

твёрдого раствора;

• стали с карбидным упрочнением;

• стали с интерметаллидным упрочнением.

Литература

• Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд./ В. Г. Сорокин и др. Науч. С77. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев — М.: «Интермет Инжиниринг», 2001—608с, илл. ISBN 5-89594-056-0

Примечания

wreferat.baza-referat.ru

Жаропрочные стали и сплавы :: Книги по металлургии

 Надежность работы металла оценивается не только прочностью, но и пластичностью, которую он сохраняет до конца службы. По­этому второй важной характеристикой жаропрочного материала является запас пластичности, который определяется такими пока­зателями, как … при испытаниях на длительную прочность, KCU после длительного старения и чувствительность к надрезу при испы­тании образцов с надрезом на длительную прочность. Для жаропрочных материалов хорошими показателями являются 6 и ф при испытаниях на длительную прочность, если значения составляют соответственно 10 и 10 %. Значение KCU оговаривается, исходя из условий работы материала.

Чувствительность к надрезу определяется как отношение времен до разрушения надрезанного и гладкого образцов, испытанных при омой и той же температуре я напряжении. Считается, что сплав нечувствителен к надрезу, если это отношение больше или равно единице.

Не следует упускать из вида н тот факт, что жаропрочные стали и сплавы по своей природе сохраняют высокие значения прочности не только до рабочих, но и до технологических температур, что на­кладывает свой отпечаток на всю технологию передела металла, на­чиная от деформации слитка и кончая конечными операциями до­водки изделий до необходимых размеров и требуемой чистоты по­верхности.

2. Деформация сталей и сплавов под действием ограниченных нагрузок

Логарифмическая ползучесть имеет место при низких темпера­турах, когда из-за низкой диффузионной подвижности элементов невозможен возврат механических свойств. В процессе ползучести металл постепенно упрочняется н скорость ползучести уменьшается. Характерная черта низкотемпературной ползучести — пропорцио­нальность удлинения логарифму времени.

Наиболее распространенный в технике вид ползучести охваты­вает температурный интервал 0,4—0,7 Тпл металла основы. В на­стоящем справочнике приведены данные, охватывающие этот ин­тервал температур.

При температурах выше 0,7 Тпл металла основы интенсивно развивается ползучесть вследствие ориентированной диффузии атомов под действием приложенных напряжений. Так, если к материалу прикладываются растягивающие напряжения, то атомы сплава интенсивно диффундируют в направлении к концам образца, а ва­кансии, наоборот, продвигаются в противоположном направлении. Длина образца при этом увеличивается.

3. Основные виды деформаций

при нагружении поликристаллических образцов

Прежде чем переходить к способам определения характеристик длительной прочности и ползучести, необходимо рассмотреть под­робнее само явление ползучести. Промышленный металл массового потребления всегда представляет собой поликристалл. Под действием напряжений, прикладываемых к металлу, он испытывает различные виды деформации; упругую, вязкую и пластическую. Упругая де­формация е описывается законом Гука: где а — приложен­ное напряжение; Е—модуль Юнга.

В отличие от упругой деформации вязкое течение характеризу­ется наличием деформации при условии пропорциональности при­ложенному напряжению не величины деформации, а скорости деформации. Вязкую деформацию в поликристаллических металлах связывают в основном с проскальзыванием по границам зерен. Вяз­кая деформация, подобно упругой, устраняется после снятия напря­жений. Она особенно четко проявляет себя при высоких температу­рах н может протекать одновременно с упругой деформацией, при­водя к рассеянию механической энергии в виде тепла. Это так на­зываемое внутреннее трение.

Высокое сопротивление окислению сталей и сплавов связано в первую очередь с большим количеством хрома, входящего в состав сплавов. Например, максимальное содержание хрома (по  массе) в количестве 26—29 % имеет сплав на основе ни­келя ХН70Ю.

Однако повысить температурный предел работы никелевых и железных сплавов путем дальнейшего увеличения содержания од­ного лишь хрома не удается. Дело в том, что с увеличением содер­жания хрома свыше 30 % заметно снижается температура плавления железных и никелевых сплавов, но главное — сплавы становятся нетехнологичными в металлургическом производ­стве.

Из общего анализа процесса окисления сложного сплава вы­текает, что основными факторами, определяющими сопротивление сплава окислению при длительной службе, являются физико-хими­ческие свойства образующихся окнекых соединений компонентов сплава, сродство компонентов к кислороду, химические и структур­ные изменения в слоях металла на границе металл—окалина.

Легирование основы каким-либо элементом может сопровож­даться при окислении:

—                образованием собственного окисла добавляемого элемента, на внешней или внутренней стороне окалины;

—                 образованием смешанных окислов или шпинелей на основе компонентов сплава;

—                  изменением адгезионных свойств окалины;

—                 изменением состава и структуры металла в подокалинных слоях;

' — образованием при окислении летучих продуктов.

Из структурных методов, помимо широкого применения рентгеноструктурного анализа фазового состава окалины, существенную информацию дает метод электронографии. Именно с помощью электронографического анализа удалось расшифровать структуру окис­лов в начальной стадии окисления и построить модели слоистого строения окалины.

markmet.ru

Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы, реферат — allRefers.ru

Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы - раздел Механика, От физических и механических свойств зависят технологические и эксплуатационные свойства материалов

Все темы данного раздела:

Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе Целью преподавания дисциплины является научить инженеров применять основные методы управления конструкц

Материаловедение. Особенности атомно-кристаллического строения металлов. 1. Металлы, особенности атомно-кристаллического строения. 2. Понятие об изотропии и анизотропии. 3.

Металлы, особенности атомно-кристаллического строения В огромном ряду материалов, с незапамятных времен известных человеку и широко используемых им в своей жизн

Понятие об изотропии и анизотропии Свойства тела зависят от природы атомов, из которых оно состоит, и от силы взаи­модействия между этими атом

Аллотропия или полиморфные превращения. Способность некоторых металлов существовать в различных кристаллических фор­мах в зависимости от внешних

Магнитные превращения Некоторые металлы намагничиваются под действием магнитного поля. После удаления магнитного поля они облад

Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения 1. Точеные дефекты. 2. Линейные дефекты. 3. Простейшие виды дислокаций – краевые и винтовые. Из

Точеные дефекты Одним из распространенных несовершенств кристаллического строения является наличие точечных дефектов: ва

Простейшие виды дислокаций - краевые и винтовые Краевая дислокация представляет собой линию, вдоль которой обрывается внутри кристалла край «лишней» полу

Кристаллизация металлов. Методы исследования металлов. 1. Механизм и закономерности кристаллизации металлов. 2. Условия получения мелкозернистой структуры.

Механизм и закономерности кристаллизации металлов. При соответствующем понижении температуры в жидком металле начинают образо­вываться кристаллики – центр

Условия получения мелкозернистой структуры Стремятся к получению мелкозернистой структуры. Оптимальными условиями для этого являются: максимальное ч

Строение металлического слитка Схема стального слитка, данная Черновым Дмитрием Константиновичем, представлена на рисунке 3.7. Слиток сост

Определение химического состава Используются методы количественного анализа. 1. Если не требуется большой точности, то используют спек

Изучение структуры Различают макроструктуру, микроструктуру и тонкую структуру. 1. Макроструктурный анализ – изучение ст

Физические методы исследования 1. Термический анализ основан на явлении теплового эффекта. Фазовые превращения в сплавах сопровождаются т

Понятие о сплавах и методах их получения Под сплавом понимают вещество, полученное сплавлением двух или более элементов. Возможны другие способы пр

Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений Рисунок 4.1 – Схема микроструктур

Кристаллизация сплавов Кристаллизация сплавов подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация чистых металлов. Необходи

Диаграмма состояния Диаграмма состояния представляет собой графическое изображение состояния любого сплава изучаемой систем

Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов. 1. Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (сплавы тве

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии Диаграмма состояния и кривые охлаждения типичных сплавов системы представлены на рисунке 5.5. 1. Количе

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения. Диаграмма состояния сплавов представлена на рисунке 5.6.

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния Так как вид диаграммы, также как и свойства сплава, зависит от того, какие соединения или какие фазы образов

Физическая природа деформации металлов Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием напряжений. Напряжение – сила, д

Природа пластической деформации Металлы и сплавы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, и характер их деформации зависит от т

Дислокационный механизм пластической деформации     а   б

Разрушение металлов Процесс деформации при достижении высоких напряжений завершается разрушением. Тела разрушаются по сечени

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость, твердость. Зная механические

Механические свойства (продолжение). Технологические и эксплуатационные свойства 1. Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: твердость, вязкость, устал

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: твердость, вязкость, усталостная прочность Твердость – сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора), недефо

Метод Роквелла ГОСТ 9013 Основан на вдавливании в поверхность наконечника под определенной нагрузкой (рисунок 7.1б). Индентор дл

Метод Виккерса Твердость определяется по величине отпечатка (рисунок 7.1в). В качестве индентора используется алмазна

Метод царапания Алмазным конусом, пирамидой или шариком наносится царапина, которая является мерой. При нанесении царапин

Механические свойства, определяемые при динамических испытаниях В результате проведения динамических испытаний на ударный изгиб специальных образцов с надрезом (ГОСТ 9454)

Способы оценки вязкости Динамическое нагружение ударом (скорость деформирования более 3000 мм/мин) осуществляется чаще на маятников

Оценка вязкости по виду излома При вязком состоянии металла в изломе более 90% волокон, за верхний порог хладноломкости Тв принимаетс

Технологические свойства Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться различным способам холодной и

Эксплуатационные свойства Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в конкретных условиях. 1. Изн

Конструкционная прочность материалов В результате испытаний получают характеристики: • силовые (предел пропорциональности, предел упругос

Особенности деформации поликристаллических тел Рассмотрим холодную пластическую деформацию поликристалла. Пластическая деформация металлов и сплавов ка

Влияние пластической деформации на структуру и свойства металла: наклеп Текстура деформации создает кристаллическую анизотропию, при которой наибольшая разница свойств проявляе

Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла: возврат и рекристаллизация Деформированный металл находится в неравновесном состоянии. Переход к равновесному состоянию связан с уме

Структуры железоуглеродистых сплавов Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Произво

Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит. 1. Железо – переходный м

Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов Линия ABCD – ликвидус системы. На участке АВ начинается кристаллизация феррита (δ), на участке ВС начинаетс

Структуры железоуглеродистых сплавов Все сплавы системы железо – цементит по структурному признаку делят на две большие группы: стали и чугуны.

Влияние углерода. Влияние углерода на свойства сталей показано на рисунке 10.1.    

Влияние примесей. В сталях всегда присутствуют примеси, которые делятся на четыре группы. 1.Постоянные примеси: кремний, марга

Назначение легирующих элементов Основным легирующим элементом является хром (0,8...1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению в

Распределение легирующих элементов в стали Легирующие элементы растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов (феррит, аустенит, цементит),

Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380). Стали содержат повышенное количество серы и фосфора. Маркируются Ст2кп, БСт3кп, ВСт3пс, ВСт4сп. Ст –

Качественные углеродистые стали Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа

Легированные конструкционные стали Сталь 15Х25Н19ВС2. В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в соты

Диаграмма состояния железо - графит. В результате превращения углерод может не только химически взаимодействовать с железом, но и выделяться в

Процесс графитизации Графит – это полиморфная модификация углерода. Так как графит содержит 100% углерода, а цементит – 6,67 %, то жи

Влияние графита на механические свойства отливок Графитовые включения можно рассматривать как соответствующей формы пустоты в структуре чугуна. Около таки

Положительные стороны наличия графита • графит улучшает обрабатываемость резанием, так как образуется ломкая стружка; • чугун имеет лучшие

Серый чугун Структура не оказывает влияние на пластичность, она остается чрезвычайно низкой. Но оказывает влияние на т

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293) могут иметь ферритную (ВЧ35-5), феррито-перлитную (ВЧ45-5) и перлитную (ВЧ80-2) метал

Ковкий чугун Получают отжигом белого доэвтектического чугуна. Хорошие свойства у отливок обеспечиваются, если в пр

Отбеленные и другие чугуны Отбеленные – отливки, поверхность которых состоит из белого чугуна, а внутри серый или высокопрочный чугун

Виды термической обработки металлов Свойства сплава зависят от его структуры. Основным способом, позволяющим изменять структуру, а, следовател

Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении Любая разновидность термической обработки состоит из комбинации четырех основных превращений, в основе ко

Механизм основных превращений 1. Превращение перлита в аустенит. Превращение основано на диффузии углерода, сопровождается полиморф

Закономерности превращения Образцы нагревают до температуры, при которой структура состоит из однородного аустенита (727оС). Зате

Промежуточное превращение При температуре ниже 550 °С самодиффузия атомов железа практически не происходит, а атомы углерода обладают

Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения Данное превращение имеет место при высоких скоростях охлаждения, когда диффузионные процессы подавляются.

Превращение мартенсита в перлит. Имеет место при нагреве закаленных сталей. Превращение связано с диффузией углерода. Мартенсит закалк

Технологические возможности и особенности отжига, нормализации, закалки и отпуска При разработке технологии необходимо установить: • режим нагрева деталей (температуру и время нагрев

Отжиг и нормализация. Назначение и режимы Отжиг, снижая твердость и повышая пластичность и вязкость за счет получения равновесной мелкозернистой ст

Закалка Конструкционные стали подвергают закалке и отпуску для повышения прочности и твердости, получения высокой

Охлаждение при закалке. Для получения требуемой структуры изделия охлаждают с различной скоростью, которая в большой степени опре

Способы закалки В зависимости от формы изделия, марки стали и нужного комплекса свойств применяют различные способы охлажд

Отпускная хрупкость Обычно с повышением температуры отпуска ударная вязкость увеличивается, а скорость охлаждения не влияет н

Химико-термическая обработка стали: цементация, азотирование, нитроцементация и диффузионная металлизация 1. Химико-термическая обработка стали. 2. Назначение и технология видов химико-термической обработки: ц

Химико-термическая обработка стали Химико-термическая обработка (ХТО) – процесс изменения химического состава, микроструктуры и свойств пове

Назначение и технология видов химико-термической обработки: цементации, азотирования, нитроцементации и диффузионной металлизации Цементация Цементация – химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверх

Термическая обработка после цементации. В результате цементации достигается только выгодное распределение углерода по сечению. Окончательно форм

Азотирование Азотирование – химико-термическая обработка, при которой поверхностные слои насыщаются азотом. Вперв

Цианирование и нитроцементация Цианирование – химико-термическая обработка, при которой поверхность насыщается одновременно углеродом и

Диффузионная металлизация Диффузионная металлизация – химико-термическая обработка, при которой поверхность стальных изделий насыщ

Термомеханическая обработка стали Одним из технологических процессов упрочняющей обработки является термомеханическая обработка (ТМО).

Поверхностное упрочнение стальных деталей Конструкционная прочность часто зависит от состояния материала в поверхностных слоях детали. Одним из спо

Старение Отпуск применяется к сплавам, которые подвергнуты закалке с полиморфным превращением. К материалам, п

Обработка стали холодом Высокоуглеродистые и многие легированные стали имеют температуру конца мартенситного превращения (Мк

Упрочнение методом пластической деформации Основное назначение методов механического упрочнения поверхности –повышение усталостной прочности.

Конструкционные материалы. Легированные стали. 1. Конструкционные стали. 2. Легированные стали. 3. Влияние элементов на полиморфизм железа. 4. В

Конструкционные стали К конструкционным сталям, применяемым для изготовления разнообразных деталей машин, предъявляют следующи

Легированные стали Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях с целью изменения ее строения и свойств

Влияние элементов на полиморфизм железа Все элементы, которые растворяются в железе, влияют на температурный интервал существование его аллотропи

Влияние легирующих элементов на превращение перлита в аустенит Легирующие элементы в большинстве случаев растворяются в аустените, образуя твердые растворы замещения. Л

Влияние легирующих элементов на превращение переохлажденного аустенита По влиянию на устойчивость аустенита и на форму С-образных кривых легирующие элементы разделяются на две г

Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение При нагреве большинство легирующих элементов растворяются в аустените. Карбиды титана и ниобия не раствор

Влияние легирующих элементов на превращения при отпуске Легирующие элементы замедляют процесс распада мартенсита: никель, марганец – незначительно; хром, молибде

Углеродистые стали Низкоуглеродистые стали 05кп, 08, 10, 10пс обладают малой прочностью высокой пластичностью. Применяются без тер

Цементуемые стали. Используются для изготовления деталей, работающих на износ и подвергающихся действию переменных и ударных

Улучшаемые стали Стали, подвергаемые термическому улучшению, широко применяют для изготовления различных деталей, работающ

Улучшаемые легированные стали Улучшаемые легированные стали применяют для более крупных и более нагруженных ответственных деталей. Стал

Высокопрочные стали Высокопрочными называют стали, имеющие предел прочности более 1500МПа, который достигается подбором химичес

Пружинные стали Пружины, рессоры и другие упругие элементы являются важнейшими деталями различных машин и механизмов. В ра

Шарикоподшипниковые стали Подвергаются воздействию высоких нагрузок переменного характера. Основными требованиями являются высока

Стали для изделий, работающих при низких температурах Для изделий, работающих при низких температурах, необходимо применять стали с пониженным порогом хладноло

Износостойкие стали Для работы в условиях изнашивания, сопровождаемого большими удельными нагрузками используется высокомарг

Автоматные стали Автоматными называют стали, обладающие повышенной обрабатываемостью резанием. Эффективным металлург

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435). Содержат 0,65... 1,35% углерода. Стали У7...У13А обладают высокой твердостью, хорошо шлифуются, дешевы и недефи

Легированные инструментальные стали Содержат 0,9... 1,4 % углерода. В качестве легирующих элементов содержат хром, вольфрам, ванадий, марганец, кремн

Быстрорежущие стали Стали получили свое название за свойства. Вследствие высокой теплостойкости (550...650°С), изготовленные из них

Стали для измерительных инструментов Основными требованиями, предъявляемыми к сталям, из которых изготавливаются измерительные инструменты, яв

Штамповые стали Инструмент, применяемый для обработки металлов давлением (штампы, пуансоны, матрицы) изготавливают из штам

Твердые сплавы В качестве материалов для инструментов используются твердые сплавы, которые состоят из твердых карбидов и

Алмаз как материал для изготовления инструментов 80 % добываемых природных алмазов и все синтетические алмазы используются в качестве инструментальных мате

Коррозия электрохимическая и химическая. Разрушение металла под воздействием окружающей среды называют коррозией. Коррозия помимо уничтожени

Хромистые стали Содержание хрома должно быть не менее 13% (13...18%). Коррозионная стойкость объясняется образованием на по

Жаростойкость, жаростойкие стали и сплавы Жаростойкость (окалиностойкостъ) – способность металлов и сплавов сопротивляться газовой коррозии при вы

Цветные металлы и сплавы на их основе. Титан и его сплавы. Алюминий и его сплавы. Магний и его сплавы . Медь и ее сплавы 1. Титан и его сплавы. 2. Области применения титановых сплавов. 3. Алюминий и его сплавы. 4. Алюми

Титан и его сплавы Титан серебристо-белый легкий металл с плотностью 4,5 г/см3. Температура плавления титана зависит от ст

Алюминий и его сплавы Алюминий – легкий металл с плотностью 2,7 г/см3 и температурой плавления 660°С. Имеет гранецентрированн

Алюминиевые сплавы. Принцип маркировки алюминиевых сплавов. В начале указывается тип сплава: Д –сплавы типа дюралюминов; А – т

Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой Прочность алюминия можно повысить легированием. В сплавы, не упрочняемые термической обработкой, вводят ма

Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой К таким сплавам относятся дюралюмины (сложные сплавы систем алюминий -медь -магний или алюминий - медь - магн

Литейные алюминиевые сплавы К литейным сплавам относятся сплавы системы алюминий - кремний (силумины), содержащие 10... 13 % кремния. Пр

Магний и его сплавы Магний – очень легкий металл, его плотность – 1,74 г/см3. Температура плавления 650°С. Магний имеет гекса

Медь и ее сплавы Медь имеет гранецентрированную кубическую решетку. Плотность меди 8,94 г/см3, температура плавления 1083

Композиционные материалы Композиционные материалы – искусственно созданные материалы, которые состоят из двух или более компонент

Материалы порошковой металлургии Порошковая металлургия – область техники, охватывающая процессы получения порошков металлов и металлопод

Пористые порошковые материалы Отличительной особенностью является наличие равномерной объемной пористости, которая позволяет получать

Прочие пористые изделия «Потеющие сплавы» – материалы, через стенки которых к рабочей наружной поверхности детали поступает жидко

Конструкционные порошковые материалы Спеченные стали. Типовыми порошковыми деталями являются кулачки, корпуса подшипников, ролики, звездочки ра

Спеченные цветные металлы Спеченный титан и его сплавы используют в виде полуфабрикатов (лист, трубы, пруток). Титановый каркас пропит

Электротехнические порошковые материалы Электроконтактные порошковые материалы делятся на материалы для разрывных контактов и материалы для скол

Магнитные порошковые материалы Различают магнитомягкие и магнитотвердые материалы. Магнитомягкие – материалы с большой магнитной п

allrefers.ru

Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы, реферат — allRefers.ru

Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы - раздел Образование, КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Жаростойкость, жаростойкие стали и сплавы

Жаростойкость (окалиностойкость) – это способность металлов и сплавов сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени.

Если изделие работает в окислительной газовой среде при температуре 500..550oC без больших нагрузок, то достаточно, чтобы они были только жаростойкими (например, детали нагревательных печей).

Сплавы на основе железа при температурах выше 570oC интенсивно окисляются, так как образующаяся в этих условиях на поверхности металла оксид железа FeO, который не препятствует диффузии кислорода в металл. Происходит интенсивное образование хрупкой окалины.

Для повышения жаростойкости в состав стали вводят элементы, которые образуют с кислородом оксиды с плотным строением кристаллической решетки (хром, кремний, алюминий).

Чем выше содержание хрома, тем более окалиностойки стали (например, сталь 15Х25Т является окалиностойкой до температуры 1100…1150oC).

Высокой жаростойкостью обладают сильхромы, сплавы на основе никеля – нихромы, стали 08Х17Т, 36Х18Н25С2, 15Х6СЮ.

Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы

Жаропрочность – это способность металла сопротивляться пластической деформации и разрушению при высоких температурах.

Жаропрочные материалы используются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах, когда имеет место явление ползучести.

Ползучесть – свойство металла медленно пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки при постоянной температуре.

В качестве современных жаропрочных материалов можно отметить перлитные, мартенситные и аустенитные жаропрочные стали, никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы, тугоплавкие металлы.

При температурах до 300oC обычные конструкционные стали имеют высокую прочность, нет необходимости использовать высоколегированные стали.

Для работы в интервале температур 350…500oC применяют легированные стали перлитного, ферритного и мартенситного классов. Эти стали применяются для изготовления деталей котельных агрегатов, паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания.

Легирование таких сталей осуществляется хромом, молибденом и ванадием и другими элементами. Термическая обработка в основном состоит из закалки и отпуска. К таким сталям относятся стали марок 12Х1МФ, 20Х3МФ, 12Х2МФСР, 12Х2МФБ, 15Х12ВНМФ, 40Х10С2М, 40Х9С2, Х6С и др.

Жаропрочные свойства растут с увеличением степени легированности. Детали, работающие при температурах 700…900oC, изготавливают из сплавов на основе никеля и кобальта (например, турбины реактивных двигателей).

Никелевые сплавы преимущественно применяют в деформированном виде. Они содержат более 55 % никеля и минимальное количество углерода (0,06…0,12 %). По жаропрочным свойствам превосходят лучшие жаропрочные стали.

По структуре никелевые сплавы разделяют на гомогенные (нихромы) и гетерогенные (нимоники).

Нихромы. Основой этих сплавов является никель, а основным легирующим элементом – хром (ХН60Ю, ХН78Т).

Нихромы не обладают высокой жаропрочностью, но они очень жаростойки. Их применяют для малонагруженных деталей, работающих в окислительных средах, в том числе и для нагревательных элементов.

Нимоники являются сплавами никель – хром (около 20 %) – титан (около 2%) – алюминий (около 1 %) (ХН77ТЮ, ХН70МВТЮБ, ХН55ВМТФКЮ). Используются только в термически обработанном состоянии. Термическая обработка состоит из закалки с 1050…1150oС на воздухе и отпуска – старения при 600…800oС.

Увеличение жаропрочности сложнолегированных никелевых сплавов достигается упрочнением твердого раствора введением кобальта, молибдена, вольфрама.

Основными материалами, которые могут работать при температурах выше 900oC (до 2500oС), являются сплавы на основе тугоплавких металлов – вольфрама, молибдена, ниобия и других.

Высокая жаропрочность таких металлов обусловлена большими силами межатомных связей в кристаллической решетке и высокими температурами рекристаллизации.

Наиболее часто применяют сплавы на основе молибдена. В качестве легирующих добавок в сплавы вводят титан, цирконий, ниобий. С целью защиты от окисления проводят силицирование. При температуре 1700oС силицированные детали могут работать 30 часов.

10.4. Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения, сплавы с эффектом «памяти формы».

Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения широко применяются в машиностроении и приборостроении. Наиболее распространены сплавы Fe-Ni, у которых коэффициент линейного расширения при температурах от -100 до 100oС с увеличением содержания никеля до 36% резко уменьшается, а при более высоком содержании никеля вновь возрастает. При температуре 600-700oС такого явления не наблюдается и коэффициент линейного расширения в зависимости от состава изменяется плавно, что объясняется переходом сплавов в парамагнитное состояние. Таким образом, низкое значение температурного коэффициента линейного расширения связано с влиянием ферромагнитных эффектов. Для изготовления деталей, спаиваемых со стеклом, применяют более дешевые ферритные железохромистые сплавы 18ХТФ и 18ХМТФ.

Сплавы с эффектом «памяти формы» после пластической деформации восстанавливают свою первоначальную геометрическую форму или в результате нагрева (эффект «памяти формы»), или непосредственно после снятия нагрузки (сверхупругость). В настоящее время известно большое число двойных и более сложных сплавов с обратным мартенситным превращением, обладающих в разной степени свойствами «памяти формы»: Ni-Al, Ni-Co, Ni-Ti, Cu-Al, Cu-Al-Ni и др. Наиболее широко применяют сплавы на основе мононикелида титана NiTi, получившие название нитинол. Эффект «памяти формы» в соединении NiTi может повторяться в течение многих тысяч циклов. Нитинол обладает высокой прочностью, пластичностью (d = 10015%), коррозийной и кавитационной стойкостью и демпфирующей способностью. Его применяют как магнитный высокодемпфирующий материал во многих ответственных конструкциях.

Все темы данного раздела:

Ю.Г. Баскин, В.Ф. Глазков, Л.А. Королева, М.Н. Федотов Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учебное пособие /Под ред. В.С. Артамонова. – СПб.:

Характерные свойства металлов В огромном ряду материалов, с незапамятных времен известных человеку и широко используемых им в своей жизн

Понятие об изотропии и анизотропии Свойства тела зависят от природы атомов, из которых оно состоит, и от силы взаимодействия между этими атома

Прочность металлов идеального и реальных строений. Виды дефектов кристаллической решетки   Из жидкого расплава можно вырастить монокристалл. Их обычно используют в лабораториях для изучени

Макро и микроанализ   Различают макроструктуру, микроструктуру и тонкую структуру материалов. 1.Макроструктурный

Термодинамические основы, механизм и кинетика кристаллизации металлов Состояние вещества связано с условиями, в которых оно находится. Одно и тоже вещество в различных интервала

Параметры кристаллизации   Размер зерна металла сильно влияет на его механические свойства. Эти свойства, особенно вязкость и

Механические свойства металлов и сплавов Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость, твердость. Зная механические

Напряжения и деформация Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием напряжений. Напряжение

Возвратная рекристаллизация структуры металла   Деформированный металл находится в неравновесном состоянии. Переход к равновесному состоянию свя

Понятия о сплавах и их теория   Под сплавом понимают вещество, полученное сплавлением двух или более элементов. Возможны другие с

Термодинамические условия равновесия в двухкомпонентных сплавах   Различают следующие виды диаграмм состояния двухкомпонентных сплавов: 1.Диаграмма состояния

Влияние углерода и примесей на свойства стали.   Стали являются наиболее распространенными материалами. Обладают хорошими технологическими свойс

Виды термической обработки металлов   Свойства сплава зависят от его структуры. Основным способом, позволяющим изменять структуру, а, сл

Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении   В результате термической обработки в сплавах происходят структурные изменения. После термообрабо

Закалка Основными параметрами являются температура нагрева и скорость охлаждения. По температуре нагрева раз

Обработка стали холодом Высокоуглеродистые и многие легированные стали имеют температуру конца мартенситного превращения (Мк

Поверхностная закалка стали, виды и область применения   Конструкционная прочность часто зависит от состояния материала в поверхностных слоях детали. Одн

Химико-термическая обработка стали   Химико-термическая обработка (ХТО) – процесс изменения химического состава, микроструктуры и

Термомеханическая обработка стали   Одним из технологических процессов упрочняющей обработки является термомеханическая обработка

Методы поверхностного упрочнения Основное назначение методов механического упрочнения поверхности – повышение усталостной прочности.

Конструкционные стали Конструкционные материалы предназначены для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. К

Углеродистые стали Низкоуглеродистые стали 05 кп, 08, 10, 10 пс обладают малой прочностью высокой пластичностью. Применяются бе

Цементуемые и улучшаемые стали Используются для изготовления деталей, работающих на износ и подвергающихся действию переменных и ударных

Стали для режущего инструмента Инструментальная сталь должна обладать высокой твердостью, износостойкостью, достаточной прочностью и вя

Высокопрочные стали Высокопрочными называют стали, имеющие предел прочности более 1500 МПа, который достигается подбором химиче

Коррозионно-стойкие стали и сплавы Разрушение металла под воздействием окружающей среды называют коррозией. Коррозия помимо уничтож

Магнитные стали и сплавы Магнитотвердые стали и сплавы применяют для изготовления постоянных магнитов. Для постоянных магнитов при

Алюминий и его сплавы Алюминий – легкий металл с плотностью 2,7 г/см3 и температурой плавления 660oС. Имеет гранецентрир

Деформируемые магниевые сплавы Магний плохо деформируется при нормальной температуре. Пластичность сплавов значительно увеличивается пр

Пресс-порошки и пресс-материалы Пресс-порошками называются композиционные пластмассы с порошкообразным органическим и неоргани

Высоконаполненные конструкционные пластмассы К таким пластмассам относятся материалы, у которых доля наполнителя доходит до 70-75% от массы. В таких высоко

Газонаполненные пластмассы Газонаполненные пластмассы это легкие и сверхлегкие материалы, которые получают вспениванием эмульсии и р

Резиновые материалы Резинами называются высокомолекулярные материалы, которые получают при вулканизации смеси натурального и

Клеящиеся материалы и герметики Клеи и герметики относятся к пленкообразующим материалам и имеют много общего с ними. Эти растворы или расп

Электротехнические материалы   Электротехнические материалы представляют собой совокупность про­водниковых. электроизоляционн

Проводниковые материалы К этой группе материалов относятся металлы и их сплавы. Чистые ме­таллы имеют малое удельное сопротивление

Электроизоляционные материалы Электроизоляционными материалами, или диэлектриками, называют та­кие материалы, с помощью которых осущест

Магнитные материалы В зависимости от назначения различают магнитно-твердые и магнитно-мягкие материалы. Магнитно-твердые

Полупроводниковые материалы и изделия К полупроводниковым материалам относится большое количество мате­риалов, отличающихся друг от друга внут

Требования, предъявляемые материалам   Автомобильные детали изготавливаются из углеродистых, легиро­ванных, специальных сталей, чугунов

Причины отказов   Изменение технического состояния автомобилей, агрегатов и механизмов происходит под влиянием пос

Виды изнашивания деталей 1)Механическое изнашивание происходит в результате механических воздействий. Оно имеет четыре подвида.

Общая характеристика способов повышения надежности Потребительский уровень каждого изделия, в том числе и автомобиля, оценивается его качеством, под которым,

Мероприятия по повышению надежности конструкции Основные конструктивные мероприятия, направленные на повышение надежности машин, могут быть сведены в так

Технологические мероприятия повышения надежности Расчетный уровень надежности, заложенный в машину на стадии проектирования в конструкторском бюро, должен

Материалы, применяемые в машиностроении   Железо и его сплавы, т. е. стали и чугуны, бесспорно, являются основными техническими материалами, к

Технологические методы получения заготовок При производстве автомобилей используется литье, обработка давлением, прокат, спекание, комбинированные м

Металлургическое производство и его продукция   Современное металлургическое производство представляет собой комплекс различных производств, ба

Производство чугуна   Чугун – сплав железа и углерода с сопутствующими элементами (содержание углерода более 2,14 %).

Продукты доменной плавки Передельный чугун предназначается для дальнейшего передела в сталь. На его долю приходится 90 % общего произ

Важнейшие технико-экономические показатели работы доменных печей 1.Коэффициент использования полезного объёма доменной печи (КИПО) – это отношение полезного о

Производство стали в кислородных конвертерах   Кислородно-конвертерный процесс – выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футер

Производство алюминия Технология процесса производства алюминия состоит из трех этапов: 1.Извлечение глинозема из алюминиев

Общие положения   Современное машиностроение широко использует детали из порошковых материалов. Порошков

Методы получения порошков и их подготовка Типовая технологическая схема получения изделий методами порошковой металлургии включает: -производ

Основные свойства порошков Механические порошки характеризуются технологическими и физическими свойствами, а так же химическим сост

Способы производства изделий из металлических порошков Одним из главных этапов производства изделий из металлических порошков после их получения является формов

Напыление металлов В последние годы для нанесения на детали защитных и упрочняющих покрытий, а также для восстановления изнош

Требования к материалам, используемым для получения отливок Для литья в различной степени пригодны все металлы и их сплавы. Однако чтобы качество отливок удовлетворял

Особенности конструкции и технологичности отливок При выборе способа литья для получения заготовки в первую очередь должен быть рассмотрен вопрос экономии м

Формообразование машиностроительных профилей   18.2. 1. Прокатное производство   Прокатка – это наиболее распространенный способ об

Продукция прокатного производства Форма поперечного сечения называется профилем проката. Совокупность профилей различной формы и размеров -

Прессование   Прессование – вид обработки давлением, при котором металл выдавливается из замкнутой полости

Волочение   Сущность процесса волочения заключается в протягивании заготовок через сужающееся отверстие (фил

Оборудование для ковки В качестве оборудования применяются ковочные молоты и ковочные прессы. Оборудование выбирают в завис

Холодная объемная штамповка   Холодная штамповка производится в штампах без нагрева заготовок и сопровождается деформационным

Листовая штамповка   Листовая штамповка – один из видов холодной обработки давлением, при котором листовой материа

Композиционные материалы с нуль-мерными наполнителями В композиционных материалах этого типа наибольшее распространение получила металлическая матрица из мета

Композиционные материалы с одномерными наполнителями   В композиционных материалах этого типа упрочнителями являются одномерные элементы в форме нитеви

Эвтектические композиционные материалы Эвтектическими композиционными материалами называют сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому

Изготовление деталей из полимерных композиционных материалов В качестве матрицы в композиционных материалах на неметаллической основе используют отвержденные эпоксид

Обработка и соединение композиционных материалов На практике часто возникает необходимость соединения деталей узлов из композиционных материалов между со

Нанокристаллические материалы Нанокристаллическими называют материалы с размерами кристал­лов (зерен или частиц) менее 100 нм. По комп

Технология изготовления резиновых изделий и область их применения   Технология приготовления резиновых смесей состоит из ряда операций, выполняемых в определенной п

Влияние условий эксплуатации на свойства резин Пространственно-сетчатая структура вулканизированных резин определяет многие их свойства. Резинам свойст

Физико-химические основы сварки   Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством ус

Основные способы сварки и их особенности В настоящее время известно более 70 способов сварки, отличающихся разнообразием технологических процессов.

Дуговая сварка Несмотря на успех в разработке новых способов сварки, доминирующее положение занимает дуговая сварка

Электрошлаковая сварка Сущность процесса заключается в том, что тепловую энергию, необходимую для расплавления основного и присад

Лучевые способы сварки Электронно-лучевая сварка. Сущность процесса состоит в том, что свариваемые детали, собранные без

Газовая сварка При газовой сварке заготовки 1 и присадочный материал 2 в виде прутка или проволоки расплавляют

Ультразвуковая сварка Ультразвуковая сварка относится к процессам, в которых используют давление, нагрев и взаимное трение свари

Сварка взрывом Большинство технологических схем сварки взрывом основано на использовании направленного взрыва. Сое

Сварка трением Сварка трением–способ сварки давлением при воздействии теплоты, возникающей при трении свар

Контактная сварка Контактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или

Диффузионная сварка Диффузионная сварка–способ сварки давлением в вакууме приложением сдавливающих сил при повы

Специальные термические процессы в сварочном производстве   Наплавка – процесс нанесения слоя металла или сплава на поверхность изделия. Наплавка по

Термическая резка металлов Газокислородная резка заключается в сжигании металла в струе кислорода и удалении этой струей образую

Пайка металлов Пайкой называют процесс соединения деталей посредством припоя – сплава, который смачивает поверхности де

Способы пайки по удалению оксидной пленки Флюсовая пайка. Для обеспечения удаления оксидов с поверхности паяемых металлов и припоя, а также для п

Способы пайки по кристаллизации паяного шва Кристаллизация при охлаждении. Как правило, температура нагрева при пайке на 50—100° выше температуры пл

Способы пайки по заполнению зазора Капиллярная пайка. Пайка, при которой расплавленный припой заполняет паяльный зазор и удерживается в н

Способы пайки по источнику нагрева Пайка в печи. Ее применение в производстве объясняется следующими факторами. 1.Высокой производите

Способы пайки по получению припоя Пайка готовым полностью расплавляемым припоем. Пайка, при которой используется заранее изготовленный

Технологический процесс пайки Технологический процесс пайки включает комплекс выполняемых операций, основными из которых являются след

Склеивание деталей   Склеиванием называют соединение деталей тонким слоем быстротвердеющего раствора – клея. Проц

Дефекты сварных и паяных соединений При производстве сварных и паяных конструкций могут возникать дефекты, т. е. отдельные несоответствия прод

Методы контроля качества сварных и паяных соединений Методы контроля бывают двух типов: разрушающие и неразрушающие. К разрушающим относятся испытания сва

Заклепочные и прессовые соединения Заклепочные соединения выполняют с помощью специальных крепежных деталей – заклепок (рис. 20.7 а, б) или н

Формирование качества поверхности технологическими методами   Обеспечение требуемой шерохова­тости поверхности. Обыкновенно по­перечная шероховатость больше

Металлорежущие станки Обработка ведется на металлорежущих станках, обеспечивающих: необходимое усилие резания; регулируемое отн

Точение Точение является основным способом обработки поверхностей тел вращения.  

Сверление Сверление является основным способом получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в сплошном мат

Протягивание Протягивание является высокопроизводительным методом обработки деталей разнообразных форм, обеспечивающ

Фрезерование Фрезерование – высокопроизводительный и распространенный метод обработки поверхностей заготовок: многол

Строгание Обработка строганием характеризуется прямолинейным возвратно-поступательным главным движением и прерыви

Шлифование Шлифование – процесс обработки заготовок резанием с помощью инструментов (кругов), состоящих из абрази

Хонингование Применяют для получения отверстий высокой точности, малой шероховатости и высокой степени цилиндричности,

Суперфиниширование Является окончательным методом тонкой обработки, в процессе которого получается особо гладкая поверхност

Полирование Полированием уменьшают шероховатость поверхности. Этим способом получают зеркальный блеск на отв

Притирка Притиркой (доводкой) обрабатываются плоские, осесимметричные и фасонные поверхности. Этот метод позволяет

Ультразвуковая обработка Позволяет обрабатывать не только токопроводные материалы, как сказано выше, но и токонепроводящие материа

Выбор способов обработки Каждая деталь может быть представлена в виде сочетания таких элементарных поверхностей, как: плоскости. Ци

ЗАКЛЮЧЕНИЕ   Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для о

allrefers.ru

Смотрите также

• 
  Великие изобретения 19 века реферат
• 
  Реферат речевой этикет и риторика
• 
  Физика и музыкальное искусство реферат
• 
  Молоко и кисломолочные продукты реферат
• 
  Реферат итоги первой мировой войны
• 
  Реферат по психологии деловое общение
• 
  Реферат по обж 7 класс
• 
  Перевод реферат на английском языке
• 
  Лирика пушкина реферат 11 класс
• 
  Реферат на тему датчики влажности
• 
  Реферат аз фанни назарияи иктисоди