Стали с особыми свойствами.

К сталям и сплавам с особыми свойствами относятся: коррозионно-стойкие, жаропрочные, жаростойкие и теплоустойчивые стали и сплавы.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали обладают высокой стойкостью против коррозии в агрессивных средах (влажная атмосфера, морская вода, кислоты, растворы солей, щелочей и др.).

Наибольшую коррозионную стойкость сталь приобретает после соответствующей термической обработки (закалка с 1000-1100°С в масле с отпуском при температуре 700-750°С). Достаточно пластичная хромистая сталь 12X13 используется для изготовления деталей типа клапанов гидравлических прессов и предметов домашнего обихода, а также изделий, подвергающихся действию слабоагрессивных сред.

Для изготовления хирургического инструмента, пружин, карбюраторных игл применяют сталь 40X13 после закалки и низкого отпуска.

Для оборудования, используемого на заводах пищевой, легкой и химической промышленности, применяют сталь 12X17 в отожженном состоянии. Для сварных конструкций эта сталь не рекомендуется.

Стали и сплавы, предназначенные для работы при повышенных и высоких температурах, разделяют на жаропрочные, жаростойкие и теплоустойчивые.

К жаропрочным сталям и сплавам относятся материалы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени. Они используются для изготовления деталей двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, металлургического оборудования. Обычно эти стали и сплавы характеризуются высокими значениями предела ползучести и длительной прочности.

Для малонагруженных деталей и узлов энергетических установок, работающих при температурах 500-580°С, применяют стали (марки 16М, 15М и др.) после соответствующей термической обработки. Для деталей и узлов газовых турбин и паросиловых установок применяют сложнолегированные стали, например 18Х12ВМБФР и 15Х12ВНМФ.

К жаропрочным сплавам относят и сплавы на никелевой основе, содержащие более 30-50% никеля. Их называют нимониками и используют в качестве материала для рабочих лопаток газотурбинных двигателей, турбинных дисков, крепежных деталей с длительным сроком службы, сопловых лопаток и других деталей газовых турбин, работающих при 650-850°С. К таким сплавам, например, относят никелевые сплавы марок ХН77ТЮР, ХН70ВМТЮ и др.

Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы применяют для деталей, работающих в газовых средах при температуре 550-900°С. Они обладают высокой стойкостью против химического разрушения поверхности. Жаростойкие стали содержат алюминий, хром и кремний. Такие стали не образуют окалины при высоких температурах.

Теплоустойчивые стали применяют в энергетическом машиностроении для деталей, работающих под нагрузкой при температуре 500-650°С в течение длительного времени. В зависимости от условий работы для изготовления деталей используют углеродистые, низколегированные и хромистые стали после соответствующей термической обработки.

К сплавам с особыми физическими свойствами относятся: магнитные стали и сплавы, стали и сплавы с высоким электросопротивлением, сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения и сплавы с заданными упругими свойствами.

Магнитные стали и сплавы делятся на магнитотвердые и магнитомягкие.

Магнитотвердые стали и сплавы применяют для изготовления постоянных магнитов. Для этой цели используют углеродистые стали У10, У12 (небольшие магниты).

Магнитомягкие стали и сплавы применяют для изготовления якорей и полюсов электротехнических машин, магнитопроводов, статоров и роторов электродвигателей и т. д. К ним относят электротехническое железо и электротехническую сталь, железоникелевые сплавы (пермаллои).

Электротехнические стали легируют кремнием (0,5-4,8 %), который повышает электрическое сопротивление. Сюда относятся трансформаторные и динамные стали (Э11, Э12, Э21, Э320, Э344 и др.).

Железоникелевые сплавы (пермаллои) содержат 45-80 % Ni, их часто легируют молибденом и хромом. Эти сплавы используют в аппаратуре, работающей в слабых электрических полях (телефон, радио и т. п.). Для устройств, работающих в области высоких и сверхвысоких частот, применяют так называемые ферриты, получаемые спеканием порошков ферромагнитной смеси оксида железа (Fе2О3) и оксидов металлов (ZnO, MgO и др.).

Для изготовления деталей приборов машин из немагнитного материала применяют парамагнитные стали, которые обладают свойством слабо намагничиваться в направлении внешнего магнитного поля. К ним относятся парамагнитные стали 17Х18Н10, 12Х18Н10Т и 55Г9Н9ХЗ.

Стали и сплавы с высоким электросопротивлением применяют для изготовления электронагревателей и элементов сопротивления (резисторов, реостатов). Основные требования к ним: высокая жаростойкость, высокое электросопротивление и достаточная прочность для сохранения формы нагревателей в процессе работы. Чаще всего используют железохромоалюминиевые сплавы, например марок Х13Ю4 (фехраль), ОХ23Ю5 (хромель), никелевые сплавы, например Х20Н80 (нихром). С целью снижения стоимости и повышения технологических свойств сплавов часть никеля в нихромах заменяют железом. Такие сплавы называют ферронихромами, например ХН20ЮС.

Сплавы с заданным коэффициентом линейного расширения широко применяют в приборостроении и машиностроении для изготовления деталей, требующих постоянных размеров в интервале температур эксплуатации (для вакуум-плотных спаев, для соединения с керамикой, стеклом и других целей). Они содержат большое количество никеля. К ним относятся сплавы 36Н (инвар), 29НК (ковар).

Самостоятельная работа по «Материаловедению» (32ч)

В-1.

1)Поясните, что изучает наука «Металловедение».

В-2.

1)Кратко расскажите, что вы понимаете под понятием «металлы».

В-3

1)Кратко расскажите, какие методы контроля качества металлов вы знаете, опишите их сущность.

В-4

1) Опишите, как классифицируют металлы по плотности.

В-5

1) Опишите, как классифицируют металлы по применению.

В-6

1). Опишите, как происходит процесс кристаллизации металлов, отразите это на графике охлаждения.

В-7

1). Опишите, как происходит процесс кристаллизации сплавов, отразите это на графике охлаждения.

В-8

1) Опишите, как происходит процесс кристаллизации аморфных тел, отразите это на графике охлаждения.

В-22.

1). Опишите, как происходит процесс кристаллизации металлов, отразите это на графике охлаждения.

В-10.

1). Кратко опишите механические свойства металлов и сплавов.

В-11.

1) Кратко опишите технологические свойства металлов и сплавов.

В-12.

1).Кратко опишите процесс получения чугуна.

В-13.

1). Кратко опишите процесс получения стали конверторным способом.

В-14.

1) Кратко опишите процесс получения стали мартеновским способом.

В-15.

1). Кратко опишите процесс получения стали электроплавильным способом.

В-16.

1).Дайте кратко общее описание чугуна.

В-17.

1).Кратко опишете свойства, химический состав и маркировку серого чугуна.

В-18.

1). Кратко опишете свойства, химический состав и маркировку белого чугуна.

В-19.

1). Кратко опишете свойства, химический состав и маркировку высокопрочного чугуна.

В-20.

1) Кратко опишете свойства, химический состав и маркировку ковкого чугуна.

В-21.

1) Кратко опишите механические свойства металлов и сплавов.

В-22.

1). Опишите, как происходит процесс кристаллизации металлов, отразите это на графике охлаждения.

В-23

1) Опишите, как происходит процесс кристаллизации аморфных тел, отразите это на графике охлаждения.

В-24.

1). Кратко опишите процесс получения стали конверторным способом.

В-25.

1) Опишите, как происходит процесс кристаллизации аморфных тел, отразите это на графике охлаждения.

В-26

1)Кратко опишите технологические свойства металлов и сплавов.

В-27.

1) Кратко опишете свойства, химический состав и маркировку ковкого чугуна.

В-28.

1) Кратко опишите процесс получения стали мартеновским способом.

В-29.

1). Кратко опишете свойства, химический состав и маркировку высокопрочного чугуна.

В-30.

1). Опишите, как происходит процесс кристаллизации металлов, отразите это на графике охлаждения.

В-31.

1). Кратко опишите процесс получения стали конверторным способом.

В-32.

1) Опишите, как классифицируют металлы по применению.

Лекция №10

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: