Химический состав, марки сплавов. Назначение, условия работы. Обосновать параметры термической обработки и структурные изменения после нее

Страницы работы

13 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

жаропрочных аустенитных сталях с интерметаллидным упрочнением при повышенных температурах.[3]

Аустенитные жаропрочные стали со структурой твердых растворов предназначенные для изготовления пароперегревателей и турбоприводов силовых установок высокого давления, работающих при 600-700 ОС, применяют в закаленном состоянии. Закалку проводят от 1100-1160 оС в воде или на воздухе. После закалки стали приобретают умеренную прочность и высокую пластичность (σ100 = 250+260 МПа при 700 0С).[1]

Определенный интерес представляют стали ЭИ696А и ЭИ696, предназначенные для изготовления деталей, работающих до 7500С, а иногда и до более высоких температур (8000 С), таких как сварные узлы, лопатки и диски газовых турбин. При содержании около 20% Ni в этих сталях находится примерно 3-4 % упрочняющей γ’-фазы, т. е. интерметаллида Niз(Al, Ti) с г. ц. к. решеткой, который обеспечивает средние прочностные и высокие пластические свойства при повышенных температурах.

Сталь ЭИ696А с пониженным содержанием титана (2,5%) и алюминия (0,5%) содержит минимальное количество упрочнителей Niз(Al, Ti), имеет высокие пластические свойства и поэтому способна к сварке. Наоборот, сталь ЭИ696М (до 1,6 % молибдена, 2,9 % титана, 0,8% алюминия и 23% никеля) содержит 4,5-5,5% упрочняющей γ’-фазы, которая обеспечивает более высокие прочностные свойства, но более низкую пластичность. Поэтому сталь ЭИ696М хуже сваривается, чем менее легированная сталь ЭИ696А.[3]

Обосновать параметры термической обработки и структурные изменения после нее.

Для достижения высокой жаропрочности аустенитные стали с интерметаллидным упрочнением подвергают термической обработке, состоящей из двух последовательных операций, приведенных ниже.

1. Закалка от 1050-1200 0С в воде, масле или на воздухе. Такую закалку проводят для растворения карбидных и интерметаллидных фаз в твердом растворе (аустените) и получения после охлаждения высоколегированного твердого раствора.

2. Старение при 600-850 0С. Оно предназначено для выделения дисперсных фаз из твердого раствора, упрочняющих сталь. Температура старения не должна вызывать заметной коагуляции избыточных фаз.

С увеличением легированности сплавов элементами, тормозящими процессы диффузии, температура старения возрастает. Для максимального и равномерного выделения интерметаллидных фаз иногда применяют ступенчатое старение, например, двойное: сначала при более высокой температуре, а затем при более низкой (или наоборот).[1]

Таблица 2. Режимы термической обработки и механические свойства жаропрочных сталей с интерметаллидным упрочнением

Маркировка

Полуфабрикат

Термическая обработка

Механические свойства при 200С

Длительная прочность

НВ (dотп)

σb,

МПа

σ0,02,

МПа

δ,%

ψ, %

ак, МПа

t, 0С

σ ,

МПа

Х12Н20Т3Р (ЭИ696А)

Прутки, паковки

1.Закалка с 1100-11500С, 2ч, воздух или вода, старение при 750-7750С, 25-15ч, воздух

3,9-3,5 (241-302)

800

450

15

15

150

≥3

7000

Листы холодно-катанные

2.Закалка с 1020-10400С, воздух или вода

-

600

-

40

-

-

-

-

Лента

-

550

-

35

-

-

-

-

Х12Н20Т3Р (ЭИ696)

Прутки шестигранные

1.Закалка с 1100-11500С, воздух + старение при 700-7500С, 16ч, воздух.

3,8-3,5

1000

600

25

30

80-120

700

400

Поковки

2. То же + старение при 700-7300С, 8ч, воздух

3,4-3,8

900

550

15

20

≥50

700

400

Х12Н20Т3МР (ЭИ696М)

Прутки, штанги и шайбы

1. Закалка с 1100 – 11300С, воздух или масло и старение при 750-8000С, 16-25ч, воздух

3,4-3,8

900

600

8

10

≥30

750

300

2. Закалка с 950-10500С, масло + старение, 730-7800С при 600-6500С, 10-16ч, воздух

3,0-3,5

1000

700

10

10

≥30

600

580

3. ТМО (в состоянии после горячей прокатки или ковки дается старение при 750-7700С, 10ч)

3,0-3,5

1250

900

15

40

≥30

500

850

[2]

Сплав ХН35ВТЮ для достижения высокой жаропрочности подвергают двойной закалке. Цель первой закалки – получить зерно определенного размера и перевести избыточную γ’ – фазу в твердый раствор. Охлаждение при закалке сплава проводят на воздухе, во время которого частично выделяется γ’- фаза. При температуре второй закалки (10500С)   небольшая часть фазы γ’ остается нерастворенной, а кроме того, остаются карбиды хрома, причем частицы этих фаз укрупняются. При охлаждении на воздухе при повторной закалке и последующем старении γ’- фаза выделяется в виде дисперсных включений размером 200-500. В результате этих структурных изменений упрочненный сплав наряду с дисперсными включениями содержит в структуре и определенное количество более крупных выделений. Такая структура обеспечивает более высокую прочность и необходимый запас пластичности. После однократной закалки прочность и жаропрочность будут несколько

Похожие материалы

Информация о работе