Контрольная работа по "Материаловедение"

 

Механические свойства стали 12Х18Н10Т в зависимости от степени холодной деформации (лист, исходная термическая обработка: закалка с 1050 °С в воде)

Степень обжатия, %	σв, Н/мм²	σ0,2, Н/мм²	δ5, %	Степень обжатия, %	σв, Н/мм²	σ0,2, Н/мм²	δ5, %
0	660	290	58	60	1330/1880	1200/1530	10/-
30	950	900	12	70	1250	1150	3
Примечание. В числителе - температура испытания-20 °С; в знаменателе -253 °С.

 

Физические свойства стали 12Х18Н9Т

Плотность - 7,9 · 10³ кг/м³.  
Модуль упругости - 18 · 10-4 ,Н/мм2 при 20 °С.  
Удельное электросопротивление - 0,75 ·106, Ом · м при 20 °С.

Свойства сталей при низких, повышенных и высоких температурах

tисп, °С	Е · 10-4 Н/мм2	λ, Вт/(м · К)	ρ ·106, Ом · м	с, Дж/(кг · К)
-253	29,0	2,1	-	-
-183	22,5	9,2	-	-
-70	21,2	-	-	-
100	-	16,3	0,80	470
200	-	17,6	0,87	495
300	16,2	18,9	0,94	516
400	-	20,5	0,99	546
500	-	21,8	1,05	571
600	14,0	23,5	1,09	592
700	12,2	24,7	1,14	613
800	9,1	26,4		-
900	-	28,5	-	-

 

Значение температурного коэффициента линейного расширения

t, °С	0-20	-23-20	-83-20	-103-20	-123-20	-143-20	-163-20	-183-20	-196-20	-223-20	-253-20
α · 106, К-1	15,7	15,5	15,0	14,9	14,7	14,3	13,9	13,4	13,0	12,2	11,2

 

Коррозионная стойкость стали 12Х18Н9Т    

По ГОСТ 7350-77, ГОСТ 5582-84, ГОСТ 4986-78, ГОСТ 5945-75, ГОСТ 18143-72, ГОСТ 9940-81 и ГОСТ 9941-81 сталь 12Х18Н10Т и по ГОСТ 7350-77, ГОСТ 5945-75, ГОСТ 18143-72 сталь 12Х18Н9Т должны быть стойки против межкристаллитной коррозии при испытании по методам AM и АМУ ГОСТ 6032-89 с продолжительностью выдержки в контрольном растворе соответственно 24 и 8 ч. Испытания проводят после провоцирующего нагрева при 650 °С в течение 1 ч.  
    При непрерывной работе стали устойчивы против окисления на воздухе и в атмосфере продуктов сгорания топлива при температуре до 900 °С и при работе в условиях теплосмен до 800 °С.  
    Стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т обладают достаточно высокой жаростойкостью при 600-800 °С.

Технологические параметры 12Х18Н9Т    

Стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т обладают хорошей технологичностью при горячей пластической деформации. Однако при горячей обработке необходимо принимать во внимание конкретный химический состав данной плавки, имея в виду содержание 8-феррита. Особые меры предосторожности следует принимать при деформации литого металла. Во избежание образования неисправимых дефектов - рванин рекомендуется слитки сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т при содержании 20 % 8-феррита и более нагревать не выше 1240-1250 °С, при содержании 16-19 %-не выше 1255 °С и при содержании до 16 % - до 1270 °С. Температурный интервал обработки давлением деформированного металла составляет 1180-850 °С. Скорость нагрева и охлаждения не лимитируется.  
    В холодном состоянии обе стали допускают высокие степени пластической деформации.  
    Для снятия напряжений и улучшения стойкости сварных соединений кроме закалки сварные конструкции подвергают стабилизирующему отжигу при 850-900°С.

Сварка стали 12Х18Н9Т    

Стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т хорошо свариваются всеми видами ручной и автоматической сварки. Для обычной автоматической сварки под флюсами АН-26, АН-18 и аргонодуговой сварки используют проволоку Св-08Х19Н10Б, Св-04Х22Н10БТ, Св-05Х20Н9ФБС и Св-06Х21Н7БТ, а для ручной - электроды типа ЭА-1Ф2 марок ГЛ-2, ЦЛ-2Б2, ЭА-606/11 с проволокой Св-05Х19Н9ФЗС2, Св-08Х19Н9Ф2С2 и Св-05Х19Н9ФЗС2. Проволоку Св-08Х20Н9С2БТЮ рекомендуют для ручной автоматической сварки в защитном газе.  
    Для ручной электродуговой сварки могут быть использованы также электроды ЦЛ-11 и ЦЛ-9 с материалом стержня электрода соответственно Св-07Х19Н10Б и Св-07Х25Н13. Оба типа электрода обеспечивают стойкость металла шва против межкристаллитной коррозии при контроле по методам AM и АМУ ГОСТ 6032-89 без провоцирующего нагрева. Сварные соединения, полученные с помощью электродов ЦЛ-11 и ЦЛ-9, имеют соответственно следующие механические свойства (не менее): σв = 550 и 600 Н/мм2, δ = 22 и 25 %, KCU= 80 и 70 Дж/см2. 
    Применение указанных сварочных материалов обеспечивает высокую коррозионную стойкость к общей и межкристаллитной коррозии в 65%-ной азотной кислоте при 70-80 °С. Однако сварные соединения сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т могут проявлять в этой среде склонность к ножевой коррозии.

 

 

5. Под жаростойкостью (окалин стойкость) понимают сопротивление металла окислению в газовой среде при температурах выше 550°С. Для этого сталь легируют Cr, Al, Si, которые создают на поверхности оксидные пленки Cr2O3, Al2O3, SiO2 и др. Это сил хромы, хромали, силхромали. К ним относятся стали 40Х9С2, 40Х10С2М (силхромы), 10Х13СЮ (сильхромаль).

Аустенитные стали 12Х18Н10Т, 36Х18Н25С2 жаростойкие до 1100°С, ферритная сталь 08Х17Т применяется в теплообменниках до 900°С. Стали 12Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н10Т, 10Х23Н18ТБ, 12Х25Н16Г7АПА, ХН32Т, ХН45Ю, ХН78Т, 30Х24Н12С2Л, 15Х25Н19С2ЛА особо жаростойкие при высоких температурах и воспринимают термические удары при многократных закалках.

Жаропрочные стали работают при высоких температурах под нагрузкой в течение заданного промежутка времени. Жаропрочные стали перлитного класса (12Х1МФ, 12Х1М1Ф, 20Х1М1Ф1БРА и др.) применяются для изготовления деталей паровых турбин, котлов. V и Nb измельчают зерно, Cr придает жаростойкость и жаропрочность.

Стали мартенситного и мартенситно-ферритного класса (15Х11МФ, 11Х11Н2В2МФА, 15Х12ВНМФА, 18Х12ВМБФБ и др.) используются при температурах 550 - 600°С. К ним относятся так же хромасилы, сильхромы (10Х12Н8С2А, 40Х9С2, 40Х10С2М и др.).

Аустенитные стали типа 08Х15Н24В4ТР, 09Х14Н19В2БР, 45Х14Н14В2МФ, 40Х15Н7Г7Ф2МС наиболее жаропрочны и жаростойки и упрочняются старением, интерметаллидным упрочнением из-за образования карбидов, интерметаллидов (NiTi, NiAl, Ni (Ti, Al), Ni Nb и др.). Их закаливают, подвергают старению, НТМО.

Стали типа (10Х11Н20Т3П, 10Х11Н23Т3МП и др.) легируют Ti, Al, Mo, B, Nb для образования интерметаллидов, измельчения зерна, повышения жаропрочности. Они работают до температур 700°С - 750°С.

Котельные стали используются для изготовления разного типа паровых котлов (12ХМФА, 12Х2МФСП, Х5ВФ, 15Х11МФ, Х12ВНМФ, Х12Б2МФ, 15Х12ВМФА и др.).

Жаропрочные стали применяют для изготовления клапанов двигателей, лопаток газовых и паровых турбин, деталей реактивных двигателей, работающих до 700°С. Они жаростойки, жаропрочны, окалиностойки, пластичны, свариваемы, хорошо обрабатываются всеми видами давления.

Для особоответственных деталей турбин, реактивных двигателей, ракет применяют сплавы на основе никеля, хрома, кобальта, алюминия, титана.

Нихромы Х15Н60, Х20Н80

Ферронихромы Х15Н60

Нимоник Н77Х20 T2Юl1, ХН77ТЮ, ХН77ТЮР, ХН70БМТ10

Хромель 0Х23Ю5

Фехраль Х13Ю4, 0Х27Ю5А