Жароміцність сплавів кольорових металів і сталей

Ефективність використання літаків і ракет передбачає максимальне зниження їх маси. Хоча легкі сплави на основі алюмінію, магнію і титану мають гіршу жаропрочность в порівнянні зі сталями, їх застосовують в літальних апаратах для роботи в умовах середніх температур (таблиця 5.2).

Жароміцність сталей на основі алюмінію, магнію, титану

При робочих температурах нижче 400 – 450оС немає необхідності використовувати жароміцні матеріали. У цих умовах можуть успішно працювати звичайні конструкційні стали.

Розрізняють такі види жароміцних конструкційних сталей (high-temperature steel).

  • 1. Перлітний стали. Стали перлітного класу використовують для виготовлення кріплення, труб, паропроводів, пароперегрівачів і колекторів енергетичних установок, які тривалий час працюють при температурах 500 – 550оС. Перлітні стали містять відносно малі кількості вуглецю і зазвичай леговані хромом, молібденом і ванадієм (марки 12ХМ, 12Х1МФ). Стали цього класу використовують в загартованому або нормалізованому і високоотпущенном стані.
  • 2. Мартенситні стали. Стали мартенситного класу використовують для виготовлення деталей енергетичного обладнання (лопатки, діафрагми, турбінні диски, ротори), які тривалий час працюють при температурах 600 – 620оC. Стали більш значно леговані хромом, а також вольфрамом, молібденом, ванадієм (марки 15X11МФ, 15Х12ВНМФ). Висока жароміцність цих сталей досягається при загартуванню від 1000 – 1050оС в маслі на мартенсит з подальшим відпуском на сорбіт або троостіт.
  • Клапани вихлопу двигунів внутрішнього згоряння невеликої та середньої потужності виготовляють з сільхромов – хромокремністих сталей мартенситного класу типу 40Х9С2, 40X10С2М. Клапани більш потужних двигунів виготовляють з аустенітних сталей.
  • 3. Аустенітні стали. З цих сталей виготовляють ротори, диски, лопатки газових турбін, клапани дизельних двигунів, що працюють при температурах 600 – 700 ° С. Хромонікелеві аустенітні стали для збільшення жароміцності додатково легують вольфрамом, молібденом, ванадієм, ніобієм, бором та іншими елементами. До жароміцних сталей аустенітного класу відносяться стали 09Х14Н16Б, 09Х14Н19В2БР, 45Х14Н14В2М.

Термообробка цих сталей складається з гарту і старіння при температурах вище експлуатаційних. При старінні відбувається виділення з аустеніту дрібнодисперсних надлишкових фаз, що додатково збільшує опір стали повзучості. У таблиці 5.3 наведені основні властивості деяких жароміцних сталей.

властивості жароміцних сталей

Більш високі робочі температури (до 1000 – 1100оС і більше) витримують так звані суперсплави, виплавлені на основі елементів VIII групи періодичної системи – нікелеві, кобальтові, железонікелевие сплави. Їх застосовують при виготовленні газотурбінних двигунів для аерокосмічних і промислових енергоустановок. Для роботи при ще більш високих температурах застосовують тугоплавкі метали і керамічні матеріали.

Посилання на основну публікацію