Сплавы с особыми свойствами

   СПЛАВЫ С ОСОБЫМИ СВОЙСТВАМИ  

В последнее время широкое применение находят стальные сплавы с особыми свойствами, к которым относятся: нержавеющие кислотоупорные стали, жаростойкие и жаропрочные, а так же магнитные сплавы.

     Нержавеющие стали с кислотной устойчивостью обладают высокой коррозиоустойчивостью к воздуху, воде, щелочам и кислотам. К этим сталям относятся хромистые и хромоникелевые нержавеющие стали. В таблицах 12, 13 и 14 приведены химический состав, механические свойства и назначение основных нержавеющих кислотостойких сталей, используемых для изготовления отливок по выплавляемым моделям.

 

 

Таблица 12

Химический состав нержавеющих кислотоупорных сталей

Марки

Стали

С

 

 

Si 

 

 

Mn 

 

 

Cr 

 

Ni

 

 

Ti 

 

 

M 

 

 

S 

Р

не более

1Х13Л

≤0,15

≤0,6

≤0,6

12,0–14,0

≤0,6

0,03

0,03

Х18Н9ТЛ

≤0,14

≤1,0

1,0-2,0

17,0–20,0

8,0–11,0

до 0,8

0,03

0,035

Х18Н12МЗТЛ

≤0,12

≤1,0

1,0-2,0

10,0–19,0

11,0–13,0

0,3–0,6

3,0–4,0

0,03

0,035

Х25ТЛ

≤0,20

≤1,2

<0,8

23,0–27,0

<0,6

0,03

0,035

Х28Л

0,5–1,0

0,5–1,3

0,5–0,8

26,0–30,0

0,08

0,10

Х34Л

1,5–2,2

1,3–1,7

0,5–0,8

32,0–36,0

0,08

0,10


Таблица 13

Механические   свойства   нержавеющих   кислотоупорных  сталей

Марка стали

σ

кг/мм2

δ

в %

ак

кг/см2

Состояние материала

1Х13Л

56

20

8

После отжига   на 950 °С за-каленных с 1050 °С в воду и  отпущенных  при 750°

Х18119ТЛ

45

25

10

Закаленный с 1100 °С в воду

Х18Н12МЗТЛ

50

30

10

Закаленный с 1150 °С в воду

Х25ТЛ

Х28Л

45

35

Без термообработки

Х34Л

40

 

     Жаростойкие стали обладают стойкостью против окалинообразования (газовой коррозии) при высоких температурах. Жа­ростойкость обычно достигается введением в сталь Сr, А1 и Si, которые в процессе нагрева образуют оксидные пленки —

(Сr, Fe)2О3, (Al, Fe)2О3, защищающие металл от окисления.

     Состав, свойства и назначение жаростойких сталей приведены в таблице 15. Как видно из таблицы, большинство жаростойких сталей являются и жаропрочными.

     Жаропрочными сталями называются такие легированные стали, которые не подвергаются пластической деформации под нагрузками при высоких температурах. Жаропрочность сталей повышают те легирующие элементы, которые делают их склонными к старению « упрочнению за счет выделения микроскопических частиц, затрудняющих пластическую деформацию».

Таблица 14

Специальные свойства и назначения легированных кислотоупорных сталей

 

Марки стали

Специальные свойства

Назначение

1Х13Л

Высокая стойкость в воздухе, речной и водопроводной воде. Удовлетворительная стойкость в азотной кислоте

Детали  средней  твердости и повышенной пластичности, работающие в слабых агрессивных средствах

Х18Н9ТЛ

Кислотостойкая. Жаростойкая до 800°С

Детали химической аппаратуры, детали двигателей внутреннего сгорания

Х18Н12МЗТЛ

Кислотостойкая. Не подвержена межкристалличной коррозии . Жаростойкая до 850°С

Детали,  работающие в серной, кипящей фосфорной уксусной и др. кислотах

Х25ЛТ

Кислотостойкая. Жаропрочность до 1100°С

Детали, работающие в парах азотной и фосфорной кислотах, печная арматура и т.д.

Х28Л,

Х34Л

Кислотостойкие.   Высокая стойкость к азотной, фосфорной,  уксусной  и молочной кислотам. Высокая стойкость к щелочам

Детали, работающие под воздействием кислот, щелочей и водных солевых растворов


     К жаропрочным сталям относятся аустенитные стали. При высоких температурах они обладают большой жаропрочностью за счет высокой температуры рекристаллизации. Широкое применение в качестве жаропрочных сталей нашли стали на никелевой основе, которые частично приведены в таблице 15. Существуют и другие жаропрочные стали, которые изложены в ГОСТе 5632—61.

     Для повышения жаропрочности стали подвергаются закалке при высоких температурах (до 1200°С) с получением аустенита и последующего старения.

     Магнитные сплавы подразделяются на магнитотвердые, которые применяются для постоянных магнитов, и магнитомягкне, которые используются для изготовления сердечников трансформаторов, электродвигателей, генераторов, а также в слаботочной промышленности.

Таблица 15

Состав, свойства и назначение жаростойких сталей

Марки стали

Основной

химический

состав

Основные свойства

Назначение

Х24Н12СЛ

0,4 % С;

0,5—1,5 % Si;

22— 26 % Сr

Окалиностойка до 1000°С, кислотностойка

Детали, работаю­щие при высоких темпе-ратурах

Х25Н19С2А

0.2 % С;

2—3 % Si;

23—27 % Сr

Окалиностойка до 1100°С.

Литые лопатки турбин и дета­ли, ра-ботающие при вы-соких температурах.

Х9С2Л

 

0,35—0,5 % С;

2—3 % Si;

8—10 % Сr

Окалиностойка до 800°С. Жаропрочна до 700°С.

Клапаны и дета­ли, работающие при тем-перату­рах до 800 °С

X21HI1B21

0.1—0.25 % С;

0,7— 1,5 % Si;

20—22 % Сr;

2.4— 3,0 % W;

13— 15 % Ni

Окалиностойка до 970°С. Жаро­прочна до 870°С

Детали, работаю­щие под нагруз­кой в усло-виях высоких темпе-ратур.

Х15Н6ОЛ

0,15 % С;

1,0 % Si;

15—18 % Сr;

55—61 % Ni

Окалиностойка и жаропрочна до 1000°.

 

 

Нагревательные элементы и дета­ли  электропечей.

ИЛ745-У

0,12—0,2 % С;

19,5—20,5 % Сr;

45—47 % М;

0,06 % В;

7,5—8.5 % W

Окалиностойка до 1100°С, жаро­прочна до 900°С.

ЛК4

0,15—0,25 % С;

25—28 % Сr;

3,0—3,75 % Ni;

≥ 58 % С;

4,5—5,5 % Мо

Окалиностойкость до 1100°, жаропрочность до 900°.

Сопловые лопат­ки газовых тур­бин.

 

     Для магнитных сплавов важнейшими характеристиками служит остаточная индукция Br, в гауссах, которая остается после снятия намагничивающегося поля и коэрцитивная сила Не в эрстедах, отвечающая напряженности поля, необходимого для полного размагничивания.

     Для изготовления постоянных магнитов применяются сплавы никеля и алюминия (ални) и сплавы с добавлением кремния (алниси) и кобальта (алнико). В таблице 16 приведены химический состав и основные свойства некоторых магнитных сплавов.

Таблица   16

Марка

сплавов

Химический состав в %

Магнитные свойства

Ni

Al 

Сo

Сu

Br  

в гс

Нс

в э

АН1

22

11

7000

250

АНЗ

23,5

15,5

4

5000

500

АПК

33

13,5

1

4000

750

ЛНК01

18

10

12

4

6800

500

АМК04

13,5

9

24

3

12300

500

 

     Магнитные недеформируемые сплавы подвергаются термообработке, заключающейся в охлаждении их с 1100—1300°С на воздухе, в кипящей воде и в магнитном поле. В некоторых случаях применяется отпуск при 550—600°С.

Сплавы с особыми свойствами
Пролистать наверх