Сталь ферритного класса: особенности, характеристики, применение

Сталь ферритного класса

К ферритному классу относятся некоторые виды углеродистых и низколегированных сталей. В состав сплава включаются хром, ванадий, молибден, кремний, прочие химические элементы. За счет защитного слоя хрома продукции придается устойчивость к агрессивным кислотно-щелочным средам.

Ферритные стали имеют кристаллическую структуру. Основным компонентом является кубическая ячейка, в центре которой расположен атом. Зерновой тип структуры актуален для альфа-железа и становится незаменимым условием придания ферритной стали магнитных свойств.

Свойства и преимущества ферритных сталей

Несмотря на то, что ферритный класс стали не обладает высокой прочностью, благодаря термообработке достигаются уникальные физико-химические показатели, которые не присущи другим видам металла. Наличие в составе легирующих компонентов делает такую продукцию невосприимчивой к коррозии на протяжении десятилетий. Незначительное содержание хрома, магния, прочих добавок снижает стоимость проката, поэтому по цене изделия выходят намного ниже конкурирующих товаров.

Среди преимуществ ферритной стали стоит отметить:

•пластичность;

•небольшой вес;

•легкость обработки;

•длительный срок службы (от 10 лет);

•сенсибилизацию только при термическом режиме свыше 925°С.

После приобретения антикоррозийных свойств, феррит по прочностным характеристикам мало в чем уступает обычной стали. Даже если ржавчина и возникает на таких изделиях, то она имеет очаговую специфику, а окисление металла связано с повреждением защитного покрытия.

Центральные свойства и особенности использования материала

При использовании такой разновидности продукции потребуется учитывать ряд значимых особенностей, накладывающих ограничения или расширяющих возможности применения. Среди таких особенностей можно выделить:

  • Высокая стойкость к коррозии. Как уже было отмечено, особенно такая стойкость проявляется в условиях, когда в среде не присутствуют ионы хлора. Еще один показатель – возможность сохранения стабильных характеристик использования при воздействии азотной кислоты. Такого типа материал хорошо выдерживает язвенную коррозию, а также растрескивание и коррозийное повреждение под высоким напряжением. Специалисты называют оптимальной коррозийную стойкость стали после медленного охлаждения и после отжига при повышенных температурах.
  • Сталь выдерживает достаточно высокий нагрев, так как закаляется при повышенных температурах.
  • При обработке образует достаточно уязвимые сварные швы. Потому к варке потребуется подходить с осторожностью (об этом будет дополнительно рассказано ниже).
  • Материал отличается высокой прочностью и хорошо переносит механическое воздействие.

Ферритная нержавеющая сталь: виды

Для классификации ферритных металлов применяется ГОСТ 5632-2014. Он пришел на смену ГОСТ 5632-72, который был разработан еще во времена СССР. Обозначенный стандарт действует для деформируемых сталей, производимых на железоникелевой и никелевой основе. Эти металлы предназначены для коррозионно-активных условий эксплуатации.

Исходя из основных характеристик сплавов, эти материалы классифицируют на группы:

  1. коррозионно-стойкие (нержавеющие) – сплавы с высокой устойчивостью против различных видов ржавчины;
  2. жаростойкие – сплавы с высокой устойчивостью против химической деградации поверхности при термическом режиме свыше 550 °С;
  3. жаропрочные – сплавы, способные сохранять свои свойства при высоком термическом режиме.

По фактору структуры стали в соответствии с ГОСТ 5632-2014 выделяют мартенситные, мартенситно-ферритные, ферритные, аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные, аустенитные стали. В СНГ маркировка нержавеющих металлов осуществляется с помощью буквенно-цифрового сочетания. В буквах зашифрованы химические элементы и варианты выплавки, а в цифрах – число химических элементов.

Помимо ГОСТ, существует общепринятая классификация нержавеющих сталей по стандарту AISI (American Iron and Steel Institute). Такая маркировка продукции используется преимущественно на рынках металлопроката США и Европы. Выделяют три класса: 200-й, 300-й, 400-й. Для ферритов предусмотрена 400-я серия.

В зависимости от компонентного состава ферритной стали выделяют 5 видов металлов 400-й серии:

  • 430;
  • 409/410 L;
  • 430 Ti, 439, 441;
  • 434, 436, 444;
  • 446, 445, 447.

Первая из перечисленных групп (марка 430) является наиболее распространенной. В структуре присутствует высокое содержание хрома, поэтому она крайне устойчива к агрессивным кислотно-щелочным воздействиям. Этот сорт стали подходит как недорогая замена для аустенитных типов.

Ферритная нержавеющая сталь марки 409/410 L содержит минимальный объем хрома. Металл используется в среде, где воздействие кислотно-щелочной среды минимально. Обычно это бытовые условия с комфортным температурным режимом, отсутствием резких термических перепадов, низким уровнем влажности.

Марки 430 Ti, 439, 441 обладают пластичностью, что облегчает процесс сваривания и обработки (резки, изгиба и др.). Изделия выдерживают суровые условия эксплуатации, в частности при отрицательных температурах, высоком уровне влажности, постоянном ультрафиолетовом излучении.

Продукция марки 434, 436, 444 содержит значительное количество молибдена, что повышает ее коррозионную стойкость. Такие изделия имеют специальное назначение. Они используются в промышленных условиях, где требуется прочность, легкость, долговечность металла. Например, марка 444 обладает коэффициентом стойкости к истиранию (PRE), сравнимым с более тяжелыми видами стали (например, с маркой 316), что предопределило ее применение в подвижных механизмах.

Марки 446, 445, 447 относятся к категории ферритов специального назначения. Здесь присутствует максимальная процентная доля хрома, поэтому такие изделия не подвержены коррозии. Максимальная кислотная устойчивость сделала этот класс наиболее востребованным, но и значительно повысило его стоимость. Коррозионная стойкость марки 447 идентична аналогичному показателю у титана. Иногда в этот тип металла вместе с хромом добавляют молибден для придания прочностных характеристик.

Центральные области применения

Описанные выше возможности объяснили обширную область применения ферритных сталей. В зависимости от конкретной марки стали, она может использоваться при создании деталей высокотемпературного оборудования, внутренних элементов химических аппаратов. Не менее значимая область использования – создание змеевиков пиролиза, а также различного рода контейнеров и емкостей.

Использование определяется при анализе технических характеристик конкретной марки. Для того чтобы читатель получил лучшее представление о таких механических свойствах, мы собрали их в рамках отдельной таблицы, приведенной ниже:

Таблица 2. Хромистые ферритные стали: механические свойства, не менее.

Марка сталиσв, МПаσ0,2,МПаδ5, %ψ,%KCU, Дж/см2Примеры использования
08Х13590410206010Внутренние устройства химических аппаратов
08Х17Т37217
08Х23С2Ю4901060Змеевики пиролиза
04Х14Т3Р1Ф500320152010Стеллажи ядерного топлива, контейнеры
ЭП 882-ВИ3722452260Заменитель Сг — Ni аустенитных сталей
ЭП 904-ВИ44032324Детали высокотемпературного оборудования
15Х25Т1420Внутренние устройства химических аппаратов

Сфера применения

Ферритная нержавеющая сталь — востребованный материал, используемый в многочисленных отраслях деятельности человека. Марка 430 часто встречается в конструкции бытовых приборов, например, барабанах стиральных машин, нагревательных элементах, кухонных раковинах. Из такой стали также изготавливают столовые приборы и дверные ручки. Марка 409/410 L относится к сравнительно недорогим материалам, в результате чего такой металл применяют производители автомобилей. Сталь входит в состав элементов выхлопной системы и кузова транспортных средств.

Марки 434, 436, 444 используются в различных промышленных конструкциях. Речь идет, например, о резервуарах для горячей жидкости, солнечных нагревателях, теплообменниках. Иногда этот класс стали применяется в элементах микроволновой печи, электронных схемах, ЖКИ экранах. Что касается ферритной стали марок 446, 445, 447, то она задействуется при судостроении или производстве изделий специального назначения, подверженных сильной коррозии.

Ферритный класс стали представляет собой углеродистый и низколегированный материал, который отлично зарекомендовал себя при эксплуатации в агрессивных кислотно-щелочных средах. Изделия из этого металла обладают многочисленными преимуществами, что предопределило их популярность. Они используются в различных отраслях деятельности человека, в том числе в бытовой и промышленной сфере.

Металлолом

К этой группе сталей отнесены высокохромистые стали на основе 13—28 % Cr, которые при достаточно низком содер­жании углерода или легирования их ферритообразующими элементами имеют однофазную ферритную структуру. Эти стали применяют для изготовления теплообменников, де­талей аппаратуры химических производств, печного обору­дования и других изделий, которые не испытывают значи­тельных нагрузок и работают при высоких температурах длительное время.

Хромоалюминиевые стали главным образом применяют в виде ленты и проволоки, используемой в качестве нагре­вательных элементов бытовых приборов, печей, реостатов и окалиностойких труб и арматуры. Они имеют высокое омическое сопротивление в широком интервале температур. Для сохранения в сталях однофазной ферритной структу­ры необходимо достаточно строго выдерживать соотноше­ние аустенитообразующих и ферритообразующнх элемен­тов. Чтобы определить пределы минимального содержания хрома в этих сталях, можно использовать следующую фор­мулу (Ф. Ф. Химушин):

СгЭКв = %Сг + 4 % Si — 22 % С — 0,5% Mn — — 1,5% Ni — 30% N. (51)

Чем выше содержание хрома, алюминия и кремния в сталях, тем больше температуры, при которых они сохра­няют требуемые эксплуатационные свойства.

Легирование сталей этого типа преследует цель повы­шения жаростойкости путем введения таких элементов, как алюминий и кремний, а также связывание углерода в спе­циальные карбиды такими элементами, как Ti, Nb, Mo, Zr, что препятствуют обеднению твердого раствора хромом, предотвращает чрезмерный рост зерна при нагреве. Эф­фективность действия карбидообразующих элементов про­является тогда, когда весь углерод связывается в специ­альные карбиды. Так, в стали типа Xl7 при содержании углерода ОД % требуется 0,5—0,6 % Ti или 1,0—1,2% Nb, т. е. отношение Ti/C=5^6, a Nb/C = 10-M2.

При введении кремния в высокохромистые жаростойкие стали резко возрастает склонность к росту зерна; кремний улучшает их литейные свойства и свариваемость, повыша­ет жаростойкость, особенно в средах с повышенным содер­жанием серы.

Таблица 44. Окалииостойкость и механические свойства некоторых жаростойких сталей ферритиого класса

Марка стали Режим термической обработки, 0C W °С ‘исп> 0C «V

МП а

Б, % Ф. %
08X17Т Нормализация 760—780 950—1000 20 500 20 50
|ЭИ645) J 400 370 21 65
600 220 34
12X17 » 760—780 900—950 20 520 28 70
600 200 60
700 85 68 97
900 25 60 98
15Х25Т » 760—780 1150 20 450 20 45
700 77 48 93
800 26 104 99
1000 11 148 99
1100 8 139 99
15X28 » 780—800 1250 20 520 30 45
600 140 62
800 30 104
1000 10 148 —-
1100 9 140
1Х13Ю4 Отжиг 720—740 1200 20 580 23 48
05Х23Ю5 » 760—780 1260 20 820 16 52
05Х27Ю5 » 760 1300 20 620
1000 70 8

Стали ферритного класса обладают невысокой проч­ностью и жаропрочностью, высокой пластичностью и удов­летворительными технологическими свойствами. Механиче­ские свойства, окалииостойкость и режимы термической об­работки основных промышленных марок ферритных сталей приведены в табл. 44.

345

Изделия из хромоалюминиевых сталей (содержание Al от 3,5 до 5,8 %) устойчивы в атмосфере воздуха, в среде сернистых газов, но резко теряют работоспособность в вос­становительных средах, содержащих окись углерода, пары воды, а также хлорсодержащих средах. При длительной

22—970 работе в азотсодержащих средах образуются нитриды алю миния, которые устойчивы до высоких температур и не: оказывают вредного влияния на свойства сталей.

Хромистые и хромоалюминиевые стали имеют крупный, недостаток: они могут охрупчиваться в процессах техноло– гических нагревов и длительных выдержек при повышен-! ных температурах во время эксплуатации (рис.202). В них возможна хрупкость при выдержках при температурах 450—500’С («хрупкость 475 °С»), хрупкость при 600—

Время, ч Температура испытания°С

Рис. 202. Влияние длительности выдержки при 475 «С (а) и темпе­ратуры испытания (б) иа механические свойства стали 15X27

800 °С, (в связи с образованием 0-фазы) и хрупкость вслед­ствие образования чрезмерно крупных зерен, например при сварке (см. гл. XXI, п. 5).

Хрупкость хромистых ферритных сталей трудно, а часто и невозможно устранить последующей обработкой, что су­жает возможности их практического использования и на­кладывает ограничения на технологические операции. Так, ковку и прокатку ферритных сталей следует проводить при температурах ниже 1150 0C и заканчивать при возможно более низкой температуре, чтобы получить мелкое зерно. Все операции гибки, правки необходимо проводить в по­догретом до 150—250 0C, особенно при работе с холоднока­таными полуфабрикатами.

3. Мартенситные хромокремнистые стали

Жаростойкие стали, имеющие повышенное содержание уг­лерода (до 0,5—0,8 %) и легированные совместно хромом и кремнием, имеют после закалки или нормализации мар – тенситную структуру и обычно называются сильхрома – м и. Они обладают хорошим сопротивлением газовой кор­розии в продуктах сгорания различных топлив и высокой износостойкостью при трении и ударных нагрузках.

Стали 15Х6СЮ (0,15 % С; 1,2—1,8 % Si; 5,5—7,0 % Cr; 0,7—1,1 % Al) и 40Х9С2 (0,35—0,45% С; 2,0—3,0% Si; 8,0—10,0 % Cr) отжигают при 850—870 °С.

Сталь 40Х10С2М (0,35—0,45% С; 1,9—2,6% Si; 9,0— 10,5% Cr; 0,7—0,9 % Mo) подвергают закалке с IlOO0C и отпуску при 740 «С.

Сталь 30Х13Н7С2 (0,25—0,34 % С; 2,0—3,0 % Sh, 12,0— 14,0 % Cr; 6,0—7,5 % Ni)— закалке с 1050 0C и отпуску при 660—680 °С.

Сталь 70Х20Н2С2ХВ (0,8 % С; 2,0 % Si; 21,0 % Cr; 1,5% Ni)—закалке с IlOO0C и старению при 780—800°С.

Основное назначение сталей этой группы — клапаны ав­томобильных, тракторных и авиационных двигателей сред­ней мощности. К клапанным сталям предъявляется ряд специфических требований: сохранение высокой твердости и прочности при рабочих температурах (до 7000C), хоро­шая сопротивляемость действию теплосмен и усталости, высокое сопротивление газовой коррозии в продуктах сго­рания жидкого топлива.

Кроме того, сильхромы используют в качестве жаро­стойких сплавов для изготовления регуляторов, теплооб­менников и колосниковых решеток в котельном и химиче­ском машиностроении.

Требуемые свойства в-сталях типа сильхромов обычно достигаются совместным введением хрома (6—14%) н кремния (1—3 %), которые позволяют получить высокое сопротивление газовой коррозии, а повышенное содержание углерода обеспечивает возможность закалки этих сталей и получение высоких значений твердости и износостойкости. Введение молибдена повышает жаропрочность и препятст­вует развитию отпускной хрупкости сталей. В стали, имею­щие высокое содержание хрома (например, при 21—23 %), вводят еще больше углерода или никель для расширения у-области и, следовательно, возможности закалки стали на мартенсит.

Присутствие в сильхромах большого количества хрома, кремния и углерода существенно повышает критические точки сталей. Так, критические точки стали 40Х9С2 AC1== =900 0C, ЛC3=970 0C, Art=810 °С, Аг3=8700C.

22*

347

Большинство современных сильхромов обрабатываются на мартенситную структуру (твердость после закалки HRC 50—56), для чего их закаливают от температур 1000—1050 0C. При нагреве до более высоких температур у этих сталей резко проявляется склонность к росту зерна что может приводить к хрупкости, связанной с грубозернис­той структурой и нафталинистым изломом. Такой вид хрупкости в сильхромах обычно удается устранить повтор – ‘ ной обработкой (фазовой перекристаллизацией).

Сильхромы также подвержены отпускной хрушшсти при медленном охлаждении после отпуска от 700—800°С, при­чем процесс охрупчивания развивается в интервале 500— 600 °С. Этой хрупкости можно избежать с помощью быст­рого охлаждения (в масле или воде) или путем легирова­ния стали молибденом.

Таким образом, термическая обработка сильхромов со­стоит чаще всего из закалки на мартенсит и высокого от­пуска. Для каждой стали важно точно установить темпера­турный интервал нагрева под закалку. Перегрев может вызвать значительный рост зерна и нафталинистый излом, а недогрев (т. е. неполная закалка)—образование двух­фазной структуры, состоящей из хромистого феррита и мар­тенсита, что резко снижает пластичность и жаропрочность сталей. Температура отпуска зависит от условий работы детали и необходимой твердости стали.

Подверженность сильхромов различным видам хрупко­сти накладывает отпечаток и на технологию горячей об­работки давлением. Штамповка может производиться как в у-области (1050°С), так и в а-состоянии (ниже 9300C), но предпочтительнее деформация при пониженных Темпе­ратурах.

Жаропрочные свойства сильхромов достаточно высоки до 600 0C, а при более высоких температурах резко снижа­ются.

В данном разделе уместно рассмотреть и некоторые другие клапанные стали. В первую очередь это относится к сталям типа 40X23H4M3C. Стали этого типа содержат не­большие количества кремния (~1 %), но имеют высокое содержание хрома (22—24 % Cr), повышенное содержание молибдена (2,5—3,3%) и никеля (4—6%). После закалки от температур 1050—1150°С в структуре сталей обнаружи­вается примерно равное количество б-феррита и аустенита и некоторое (3—5 %) количество карбидной фазы в основ­ном типа (Fe, Сг)2зСб. Затем стали подвергают старению при температуре 780—800 °С, в процессе которого выделя­ется значительное количество 0-фазы и резко повышается твердость сталей.

Интересно отметить, что стали данного типа представ­ляют редкий случай использования упрочнения, возникаю­щего при образовании 0-фазы для обеспечения требуемых эксплуатационных свойств, сохранения высокой твердости, износостойкости и сопротивления термической усталости при температурах до 800—850 °С, что объясняет широкое применение сталей этого типа для изготовления клапанов автомобильных и авиационных двигателей.

В интервале 650—950 °С существует прямая зависимость между твердостью и количеством 0-фазы в структуре стали (рис. 203). Установлено, что 0-фаза образуется в основном из б-феррита, причем при 800 0C — температуре максималь­ной скорости образования 0-фазы — за 150 ч происходит практически полное превращение 6-мт+у и в структуре стали может присутствовать свыше 30 % 0-фазы. При об­разовании 0-фазы (которая обогащена хромом, молибде­ном, кремнием) в 6-феррите образуются зоны с понижен­ной концентрацией ферритообразующих элементов, что приводит к 6-*7-превращению. Таким образом, термичес­кая обработка этих сталей состоит из закалки от темпера­тур порядка IlOOcC и старения при 780cC в течение 15— 20 ч. После такой обработки стали приобретают высокую твердость (до HRC 48—52), которая сохраняется до темпе­ратур порядка 800 0C на более высоком уровне, чем у кла­панных сталей других марок.

Недостатком этих сталей является их низкая ударная вязкость по сравнению с другими сильхромами и узкие температурные интервалы при горячей обработке: при пе­регреве сталей снижается их способность к упрочнению, а при недогреве могут образоваться трещины и повысится хрупкость.

4. Аустенитные стали и сплавы

В качестве жаростойких сталей аустенитного класса глав­ным образом применяют стали на хромоникелевой основе. Эти стали не имеют больших преимуществ по жаростойко­сти перед высокохромистыми сталями ферритного класса, но выгодно отличаются от них по уровню механических свойств, в том числе жаропрочных, технологичности (спо­собности к глубокой вытяжке, штамповке, свариваемости), они также менее склонны к охрупчиванию после длитель­ных выдержек при высоких температурах.

Недостатком сталей этого класса является их сравни­тельно высокая стоимость, использование в больших коли­чествах дефицитного никеля, низкие теплопроводность и сопротивление газовой коррозии в средах, содержащих S.

Универсальные аустенитные стали типа 18-8, в том чис­ле 08Х18Н9Т, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, используют в качестве жаростойкого материала для выхлопных систем, труб, листовых и сортовых деталей при температурах 600—800 °С и невысоких нагрузках.

Повышение жаростойкости аустеннтных сталей достига­ется увеличением содержания в стали хрома, никеля, а также дополнительным легированием кремнием.

Как указывалось выше, повышение содержания таких ферритообразующих элементов, как хром и кремний, вы-

Рис. 203. Изменение горячей твердости HB после изотермической выдерж­ки при 760 °С (а) и зависимость твердости HRC от количества а-фазы (б) в стали 40X23H4M3C (Р. Могфорд, Ф. Болл, Р. Браун)

Нуждают для сохранения аустенитной структуры значитель­но увеличивать содержание никеля. Так, в сталях с 22— 25 % Cr должно содержаться не менее 17—20 % Ni (при содержании углерода 0,1—0,2 % (например, сталь 10Х23Н18). При увеличении содержания хрома до 24— 27 % и введении 2—3 % кремния необходимо иметь в стали 19—21 % никеля (сталь типа 20Х25Н20С2). Отметим, что эти стали более склонны к охрупчиванию благодаря обра­зованию 0-фазы в интервале 600—800 °С.

В качестве жаростойких материалов для работы в на­углероживающих средах до IlOO0C (например, печные кон­тейнеры и арматура) используют стали с повышенным со­держанием углерода (сталь 36Х18Н25С2). Иногда для ста­билизации аустенитной структуры и в дополнение и частич­но для замены никеля вводят марганец (6—10%) и азот <0,3—0,4%), например, в стали 12Х25Н16Г7АР, 55Х20Г9АН4. Термическая обработка аустеннтных жаро­стойких сталей заключается обычно в закалке от темпера­тур 1000—1050 0C.

В качестве жаростойких сплавов повышенной жаропроч­ности, более надежных и почти не склонных к охрупчива – нию, обладающих высокими технологическими свойствами, в авиационной промышленности (камеры сгорания, жаро­вые трубы) используют железоникелевые сплавы с добав­ками молибдена (до 3,3 %), вольфрама (до 3,5 %). титана (до 1,2%), например сплав ХН38ВТ (0,1 % С, 21 % Cr, 38 % Ni, 3,0% W, 1 % Ti) и сплав ХН28ВМАБ (0,1 % С, 21 % Cr, 28 % Ni, 5 % W, 3 % Mo, 1 % Nb, 0,15 % N).

2100
§ 1900
O3- 1700
^ 1500

Г\_770°С
770
0C
* ПО 1
—— /У \
Ч 105
Illl Illl

100 300 500 700

100 300 5ОС 700
Torn,0O
Рис. 204. Зависимость удельного электросопротивления р и твердости HB сплава Х20Н80 от температуры отпуска после закалки с 770 и 1100 «С (Б. Г. Лифшнц)

В сплавах этого типа в интервале 350—550 0C обнару­жено возникновение так называемого К-состояния, кото­рое сопровождается изменениями микроструктуры, возрас­танием электросопротивления, теплоемкости и твердости (рис. 204). Считается, что по своей природе это превраще­ние протекает внутри твердого раствора и заключается в локальном упорядочении с образованием устойчивых ком­плексов титана и хрома вокруг атомов никеля (Б. Г. Лив­шиц). При более высоких температурах нагрева /(-состоя­ние разрушается.

Положительное влияние на долговечность и работоспо­собность никельхромовых сплавов оказывает микролегиро­вание их щелочноземельными и редкоземельными металла­ми (Ca, Mg, Ce, Th при содержании до 0,1—0,3 %). Их влияние обычно связывают с рафинирующим действием на вредные примеси. Так, установлено, что при введении Ca, Mg, Ce сера связывается в тугоплавкие сульфиды.

Для ответственных деталей (камер сгорания, жаровых труб и др.) в газотурбостроении используют сплав ХН60ВТ (ЭИ868), который содержит 25% Cr и 15% W, введение последнего значительно повысило жаропрочность у-твердо – го раствора без заметного уменьшения пластичности и тех­нологичности сплава.

Определенное распространение, особенно за рубежом, получил сплав на никелевой основе, легированный 15 % Cr и 7 % Fe, которые изготавливают с применением феррохро­ма, что позволяет экономить дорогостоящий металлический хром. Этот сплав (по американской терминологии инко – нель) имеет хорошую технологичность, по свойствам бли­зок к нихромам типа 80-20 и применяется после отжига при температурах 760—980 0C.

Термическая обработка этих сплавов, которые можно отнести к сплавам с невысоким уровнем дисперсионного уп­рочнения, обычно заключается в закалке от 1100—1120 0C с охлаждением на воздухе. Дисперсионное упрочнение их происходит в процессе эксплуатации при рабочих темпера­турах (800—IOOO0C). Сплавы на железоникелевой основе имеют после закалки невысокие прочностные свойства (0в==55О—700 МПа) и хорошую пластичность (6=45%).

. Жаростойкие сплавы на никельхромовой основе (ни­хромы) получили значительное распространение в качестве материалов для работы при 800—IlOO0C, а при кратковре­менной работе до 1200 0C. Эти сплавы применяют для из­готовления деталей газовых турбин, не испытывающих больших рабочих нагрузок и работающих при высоких тем­пературах (камеры сгорания, жаровые трубы, нагреватель­ные элементы электрических печей и других деталей).

Сплавы представляют собой в основном твердый раствор хрома в никеле с г. ц. к. решеткой, слабо упрочняются при термической обработке, имеют высокую пластичность, высокое электросопротивление и хорошие технологические свойства.

Содержание хрома в этих сплавах обычно составляет 15—27%. В качестве элементов, дополнительно повышаю­щих жаростойкость, применяется Al (до 3,5%). Введение алюминия существенно повышает жаростойкость и жаро­прочность, но снижает пластичность (особенно в интервале 700—8000C) и технологичность сплавов.

Легирование сплавов этого типа также преследует цель несколько повысить прочность при комнатной температуре, жаропрочные свойства, что достигается введением титана, молибдена, ниобия в небольших количествах, а также вольфрама. Вольфрам является благоприятным легирую­щим элементом, так как он повышает температуру солиду­са и жаропрочность сплавов и почти не ухудшает их жаро­стойкости. Введение этих элементов обусловливает образо­вание некоторого количества упрочняющих интерметал­лидных фаз.

Часть
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ
К инструментальным относят стали, при­меняемые для обработки материалов ре­занием и давлением и обладающие опреде­ленными свойствами (твердостью, тепло­стойкостью, износостойкостью и др.) в усло­виях эксплуатации.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]