Приветствую Вас ГостьСреда, 16.01.2019, 14:16

"Завод металлоизделий"


Каталог статей

Главная » Статьи » Мои статьи

Высокопрочные стали, что нужно знать.

Высокопрочными называют стали, имеющие предел прочности 1500— 2000 МПа и более. Этим сталям необходимо иметь достаточный запас пла­стичности и вязкости. К высокопрочным сталям относятся:

а) среднеуглеродистые комплексно-легированные стали, используемые
после закалки с низким отпуском или после термомеханической обработки
(30ХГСН2А, 40ХН2МА, 38ХНЗМА);

б) мартенситно-стареющие стали (03Н18К9М5Т, Н12К15М10,
Н10Х11М2Т);

в) метастабильные аустенитные стали (трип-стали).

Из среднеуглеродистых комплексно-легированных сталей большое применение, особенно в самолетостроении, находит сталь 30ХГСН2А (см. табл. 7.1), представляющая собой хромансил, улучшенную за счет добавки 1,6% Ni. Эта сталь используется для изготовления деталей фю­зеляжа, шасси, силовых сварных конструкций и др. Сталь применяется как в низкоотпущенном состоянии (см. табл. 7.3), так и после изотерми­ческой закалки, которая по сравнению с первым вариантом термообра­ботки обеспечивает меньшую чувствительность к надрезу и более высо­кое сопротивление разрушению.

Термомеханическая обработка (ТМО), совмещающая в одном техноло­гическом процессе пластическую деформацию аустенита и закалку, обеспе­чивает среднеуглеродистым легированным сталям типа 30ХГСН2А и 40ХН2МА высокую прочность (о, до 2000—2800 МПа — на небольших опытных образцах) при достаточной пластичности (8 = 8—6%) и вязкости (KCU = 0,30—0,15 МДж/м2).

Мартенситно-стареющие стали (03Н18К9М5Т, 04Х11Н9М2Д2ТЮ, 03Н19К6М5ТР и др.) превосходят по конструктивной прочности и техноло­гичности рассмотренные ранее среднеуглеродистые стали (табл. 7.3). Они обладают малой чувствительностью к надрезам, высоким сопротивлением хруп­кому разрушению и низким порогом хладноломкости при прочности порядка ст, = 2000 МПа. Эти стали характеризуются высокой прокаливаемостью, хорошей свариваемостью, легкой деформируемостью в закаленном состоянии, малым короблением в процессе термической обработки. Мартенситно-стареющие стали представляют собой безуглеродистые (С *£ 0,03%) сплавы железа с 8—25% Ni, дополнительно легированные Со, Mo, Ti, Al, Сг и другими элементами. Благода­ря высокому содержанию никеля, кобальта и малой концентрации углерода в результате закалки от 1220—820 °С в воде или на воздухе фиксируется высоко­пластичный (5 = 18—20%, у = 75—85%, KCU = 2—2,5 МДж/м2), но низкопроч­ный (о, < 1100 МПа) железоникелевый мартенсит, пересыщенный легирующи­ми элементами. Его в дальнейшем можно деформировать с большими степенями обжатия. Главное упрочнение происходит в процессе старения при температурах 450—550 °С за счет выделения из мартенситной матрицы когерентно с ней свя­занных мелкодисперсных фаз (NiTi, МзП, NiAl, (Ni,Fe)Al, БегМо и др.). Детали из листов и прутков малого сечения закаливают с температуры 820 °С с после­дующим старением при 500 °С. Детали большой толщины из стали 03Н18К9М5Т подвергаются сложной термической обработке, включающей пер­вую закалку с 1200 °С, последующую трехкратную закалку с 940 °С и старение при 520—540 °С (табл. 7.3). При этом закалку осуществляют в воде (до потемне­ния поверхности), а затем охлаждают на воздухе. Мартенситно-стареющие стали обладают высокой конструктивной прочностью в интервале температур от крио­генных до 500 °С и рекомендуются для изготовления корпусов ракетных двига­телей, стволов артиллерийского и стрелкового оружия, катапульт самолетов, шасси, гидрокрыльев, корпусов подводных лодок, батискафов, деталей криоген­ных сосудов, высоконагруженных дисков турбомапшн, зубчатых колес, шпинде­лей, червяков и т. д.
Метастабильныс аустенитные высокопрочные стали повышенной пла­стичности получили название трип-сталей (TRIP — Transformation Induced Plas­ticity) или ПНП-сталей (ТИП — пластичность, наведенная превращением). Стали этого класса 30Х9Н8М4Г2С2, 25Н25М4Г1 (приведен ориентировочный мароч­ный состав) и другие содержат 0,2—0,3% С, 8—10% Сг, 8—25% Ni, 2—6%Мо, 1—2,5% Мп, до 2% Si. После закалки с 1000—1100 °С в этих сталях фиксируется устойчивая аустенитная структура, так как точка начала мартенситного превраще­ния М„ лежит в области отрицательных температур. В процессе последующей пла­стической деформации (степень обжатия 50—80%), проводимой при 450—600 °С (ниже температуры рекристаллизации), происходит наклеп аустенита, а также его обеднение углеродом и легирующими элементами за счет выделения карбидов (дисперсионное упрочнение). Вследствие этого повышаются температуры М„ и Мд (температура начала образования мартенсита деформации), причем последняя пре­вышает 20 °С. Поэтому в процессе охлаждения аустенит становится метаста-бильным и при повторной деформации претерпевает мартенситное превращение.

В результате закалки, наклепа и деформационного старения аустенита трип-стали приобретают оптимальные механические свойства: высокую прочность (ст„ = 1800—2000 МПа, а0,2 = 1400—1700 МПа), хорошую пла­стичность 5 > 20% (до 100—150%) и трещиностойкость.

Необходимость мощного прокатного и другого технологического обо­рудования для осуществления пластической деформации при относительно низких температурах, анизотропия свойств деформированных сталей, слож­ность сварки — все это ограничивает возможность широкого применения трип-сталей. Из этих сталей изготавливают проволоку, тросы, высоконагру-женные детали.
http://uralmetek.ucoz.ru/

Категория: Мои статьи | Добавил: kais (24.05.2018) | Автор: Красноперова Ольга Владимировна E W
Просмотров: 31 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа
Категории раздела
Мои статьи [20]
Поиск
Наш опрос
Вам требуется изготовить:
Всего ответов: 228
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0