Порядок классификации сталей и сплавов: по химическому составу, системе легирования. Структурная диаграмма металлов по Шеффлеру. Особенности работы сварных конструкций из специальных сталей и сплавов. Структурные составляющие системы "железо-углерод".
Аннотация к работе
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»Специальные стали и сплавы относятся к большой группе конструкционных материалов, обеспечивающих работу узлов и деталей машин в условиях воздействия высоких температур, агрессивных сред, радиационного излучения и т.п. Но с развитием энергетики, авиации, ракетной и атомной техники, химического машиностроения и судостроения, криогенной технологии и других отраслей непрерывно возрастает потребность в новых конструкционных материалах, обладающих специальными свойствами. Эти свойства определяются непрерывным повышением рабочих температур и давлений, созданием установок большой мощности, работой в различных агрессивных средах при низких и высоких температурах.По назначению в зависимости от основных свойств: - коррозионно-стойкие, способные сопротивляться разрушениям в условиях воздействия коррозионной среды (воды, газа, пара, кислот, щелочей и т. п.) в течение расчетного срока эксплуатации (стали 12X13, 20X13, 30X13, 04Х18Н10, 12Х17Г9АН4, 10Х17Н13М2Т и другие); жаростойкие (окалиностойкие), способные сопротивляться окисляющему действию рабочей среды при Т > 500 °С, работающие в слабонагруженном состоянии в течение расчетного срока эксплуатации; для Т< 900°С - стали 12X17, 08Х17Т, 15X18СЮ; для Т <1300°С - сталь 15Х25ТЮ; жаропрочные, способные сохранять прочность, пластичность и стабильность структуры при высоких температурах, работающие в нагруженном состоянии и обладающие при этом достаточной окали-ностойкостью; для Т <550 °С - стали 25Х2МФ, 11Х11Н2В2МФ; для Т = 600...700 °С - стали 12Х18Н10Т, 45Х14Н14В2М, 10X11Н20Т3Р. Для Т =-196 °С - сталь 03Х13АГ19, для Т =-253 °С - сталь 03Х9К14Н6М3Т, для Т =-269 °С - сталь 12Х18Н10Т; Наибольшее влияние структурные изменения оказывают на механические свойства (?В, ?Т растут, а ?, ?, KCV уменьшаются в зависимости от суммарного потока нейтронов, снижается жаропрочность и происходит "разбухание" металла на 3...10 %).В зависимости от длительности работы сварные конструкции можно разделить на группы: 1. В сварных конструкциях из легированных сталей под действием длительных нагревов наблюдаются следующие формы нестабильности структуры: - сфероидизация перлита и коагуляция (укрупнение) частиц карбидной фазы; При работе в условиях ползучести и малоцикловой усталости наблюдается: 1. Такая деформация наблюдается при значительных скоростях ползучести, больших напряжениях и сравнительно коротком времени его действия. Вследствие упругопластического скольжения зерен по границам, ориентированным в направлении нормальных напряжений, под действием s происходит релаксация касательных напряжений t и накопление нормальных напряжений на поперечных границах.Жаропрочными (теплоустойчивыми) принято называть стали, предназначенные для длительной работы при Т <600 °С. Основными трудностями при сварке этих сталей являются: - конструктивные особенности сварных соединений; Высокое качество сварных соединений определяется термическим циклом сварки, температурой сопутствующего подогрева, содержанием диффузионного водорода в металле шва и термической обработкой. Сварные соединения, работающие в условиях ползучести, без термообработки после сварки не обеспечивают эксплуатационной надежности ввиду структурной неоднородности и наличия остаточных напряжений.Хромистые стали в зависимости от условий эксплуатации сваривают по двум вариантам: - с применением присадочных материалов, аналогичных основному металлу; В первом случае сварное соединение отличается структурной однородностью и высокой прочностью после термообработки, во втором - структурной неоднородностью, равнопрочность с основным металлом не достигается. Все хромистые стали свариваются с подогревом (низкий коэффициент теплопроводности). Наиболее приемлемой является сварка плавлением (РДС, АДС, сварка в Аг, Аг О2 плавящимся и неплавящимся электродами, ЭШС).Среди способов сварки мартенситных сталей плавлением наибольшее распространение получила РДС, которая позволяет получить сварные швы однородные по химическому составу с основным металлом. Это электроды КТИ-9, КТИ-10 и ЦЛ-32 фтористо-кальциевого типа, обеспечивающие наплавленный металл с 10...12 % Cr, 0,8 % Ni и 1 % Mo, а для ЦЛ-32 еще и 1 % W. Для АДС под флюсом используют сварочные проволоки Св-15X12НМВФБ и Св-15X12ГНМБФ и низкокремнистые безмарганцовистые солеоксидные флюсы ОФ-6 и ФН-17, позволяющие получать наплавленный металл с низким содержанием диффузионного водорода (до 3 см3/100 г). Независимо от толщины изделий сварного соединения мартенситных сталей, как правило, подвергают термообработке (табл. Изза опасности образования холодных трещин и просто хрупкого разрушения вследствие резкого снижения KCV металла ЗТВ мартенситно-ферритные стали свариваются с предварительным подогревом.Для ферритных сталей назначают подогрев, исходя из значения в исходном состоянии. В этой связи сварку рекомендуют вести с ускоренным охлажд
План
Содержание
Введение
1. Классификация сталей и сплавов
2. Особенности работы сварных конструкций из специальных сталей и сплавов