Повышение - жаропрочность - сталь
Cтраница 1
Повышение жаропрочности сталей достигается путем предотвращения или затруднения деформации при возможно более высоких температурах. [1]
Для повышения жаропрочности стали необходимо обеспечить торможение-дислокаций и диффузии вакансий как по границам, так и в объеме зерна. Дислокации хорошо затормаживаются мелкодисперсными карбидами и интер-металлидами. Сильные карбидообразователи - хром, молибден, титан, ниобий - связывают углерод в прочные карбиды, затрудняют его диффузию и способствуют получению стабильной структуры. Из-за искажений кристаллической решетки в районе дислокаций в их окрестности сильно повышается растворимость. [2]
Для повышения жаропрочности стали необходимо обеспечить торможение дислокаций и диффузии вакансий как по границам, так и в объеме зерна. Дислокации хорошо затормаживаются мелкодисперсными карбидами и интерметаллидами. Легирование твердого раствора элементами, повышающими жаропрочность, приводит к усилению межатомных связей, уменьшает диффузионную подвижность вакансий и тем самым замедляет диффузионную ползучесть. Сильные карбидообразователи - хром, молибден, титан, ниобий - связывают углерод в прочные карбиды, затрудняют его диффузию и способствуют получению стабильной структуры. Вследствие искажений кристаллической решетки в районе дислокаций последние очень активно притягивают атомы примесей. Вокруг дислокаций особенно легко концентрируются атомы элементов, образующих растворы внедрения - углерода, азота, бора и др. Поэтому дислокации часто оказываются местами зарождения частиц второй фазы. [3]
 |
Условные обозначения легирующих элементов. [4] |
Ванадий способствует повышению жаропрочности стали. Главное его назначение при этом состоит в стабилизации структуры и свойств стали, работающей при повышенных температурах под нагрузкой ( см. гл. [5]
Наибольший эффект упрочнения стали достигается в том случае, когда вводится не один, а несколько легирующих элементов, играющих различную роль в повышении жаропрочности стали. [6]
Молибден вводят в сталь не столько для образования карбидов, сколько с целью придания стали дополнительных свойств, прежде всего стойкости в неокислительных средах и повышения жаропрочности стали. Молибден способствует пассивации аусте-нита, причем даже в большей степени, чем хром. [8]
Легирование сталей перлитного класса имеет своей целью упрочнение основной фазы а - твердого раствора введением молибдена, который, образуя твердый раствор замещения п железе, повышает энергию кристаллических связей в области наиболее высоких температур, что приводит к повышению жаропрочности стали. Необходимо отметить, однако, что и молибден и углерод в стали обладают высокой диффузионной подвижностью, благодаря чему при длительном воздействии высоких температур эти элементы выделяются из твердого раствора, образуя внекристаллитный карбид молибдена. Кроме того, часть выделившегося из а - раствора углерода вместо образования карбида молибдена выделяется в стали в виде графита. По этой причине, а также благодаря тому, что упрочняющий эффект молибдена в карбиде оказывается значительно ниже такового в а - растворе, происходят разупрочнение и графитизация стали. [9]
Закалка ( с 1050 - 1200 С) в воде, масле или на воздухе, которую проводят для растворения карбидных и интерметал-лидных фаз в твердом растворе ( аустените) и получения после охлаждения однородного высоколегированного твердого раствора с наименьшей твердостью. Для повышения жаропрочности сталей, содержащих большое количество упрочняющей фазы, иногда применяют две закалки. Первую высокотемпературную ( 1150 - 1200 С) закалку ( нормализация) проводят для получения крупного зерна, поскольку эта структура характеризуется более высоким сопротивлением ползучести. Вторую закалку проводят при более низких температурах ( 1000 - 1100 С), чтобы обеспечить определенную гетерогенность твердого раствора. [10]
Имеет также большое значение зубчатость границ и наличие блочной структуры зерен. Для повышения жаропрочности аустенит-ных сталей советскими учеными предложена для них высокотемпературная термомеханическая обработка, которая состоит из следующих операций: 1) нагрев до 1200 С для создания однородного аусте-нита; 2) подстуживание до 1100 - 1000 С; 3) деформация с обжатием на 30 %; 4) немедленная закалка на аустенитс резким душевым ( струйчатым) охлаждением водой с целью подавления процесса рекристаллизации. [11]
Жаропрочные стали используются при работе под нагрузкой ( в течение заданного промежутка времени) и обладают достаточной жаростойкостью при температурах выше 500 С. Легирование вносит существенный вклад в повышение жаропрочности сталей: во-первых, возрастает энергия межатомной связи в твердых растворах ( а следовательно, затормаживаются диффузионные процессы); во-вторых, за счет легирования и термической обработки ( закалка с последующим старением) формируется специальная гетерогенная структура, состоящая из твердого раствора и вкрапленных в него дисперсных карбидных или интерметаллидных фаз, когерентных с основой. [12]
Основу сталей с карбидным упрочнением составляет хромоникелевый ау-стенит, содержащий 0 25 - 0 5 % С В ряде сплавов дефицитный никель частично заменяют менее дефицитным марганцем. Присутствие марганца наряду с никелем способствует повышению жаропрочности сталей. Карбида-образующие элементы V, Mb, W, Mo связывают часть углерода в специальные карбиды, что приводит к заметному повышению жаропрочности. [13]
Основу сталей с карбидным упрочне-г-ием составляет хромоникелепый ау-стенит, содержащий 0 25 - 0 5 % С, В ряде сплавов дефицитный никель частично заменяют менее дефицитным марганцем. Присутствие марганца наряду с никелем способствует повышению жаропрочности сталей. Карбидо-образующие элементы V, Mb, W, Mo связывают часть углерода в специальные карбиды, что приводит к заметному повышению жаропрочности. [14]
 |
Влияние величины зерна на предел прочности ( а, удлинение ( б. [15] |
Страницы: 1 2