Жаропрочные свойства новой сталиВ последнее время, наряду с разработкой, исследованием и промышленным освоением малолегированных марок стали перлитного класса, широкое развитие получили работы в области исследования стали промежуточного, мартенситно-ферритного класса; сталь этого типа, содержащая 12% хрома, дополнительно легированная молибденом, ванадием, вольфрамом и ниобием в количествах, не превышающих 1-2% каждого из элементов, при термической обработке с охлаждением на воздухе содержит в структуре помимо продуктов отпущенного при высоких температурах мартенсита структурно свободный феррит в том или ином количестве. Прочитать остальную часть записи »

Результаты испытаний металлаПри повышении содержания хрома в малолегированной стали ее пластичность, особенно при длительном разрушении, существенно возрастает. Это обстоятельство способствовало широкому применению в теплоэнергетике зарубежных стран (США, Англия, Франция и др.) стали с (Кролой) 2,25% с 1% Мо. Жаропрочные свойства стали этого типа находятся на уровне стали 15Х1М1Ф.

С целью повышения уровня жаропрочности и сопротивления окислению при сохранении высокой пластичности сталь с 2,25- 2,5% хрома дополнительно легирована ванадием, ниобием и кремнием. Жаропрочные свойства новой стали (условное обозначение ПЗ) существенно возросли, однако высокие прочностные свойства стали в ряде случаев нереализуются на практике вследствие снижения пластичности (под влиянием чисто металлургических факторов).

Уровень длительной прочности стали ПЗ при температуре 580° С составляет (экстраполированное на 105 ч значение) от 11 до 15 кГ/мм2. Влияние технологии выплавки стали ПЗ и термической обработки отливок еще в большей степени сказывается на кратковременных и длительных, прочностных и пластических характеристиках металла. Дальнейшее усложнение состава малолегированной стали позволяет повысить уровень жаропрочности на 25-30% в сравнении с достигнутыми на стали 15Х1М1Ф.

Сталь П5 с 0,13-0,18% С, 2,3% Сг, 1,2-1,5% Мо дополнительно легированная никелем, ниобием и бором имеет величину предела длительной прочности (экстраполяция на 105 ч) в пределах 11-14 кГ/мм2 при 580° С и около 11,0 кГ/мм2 при 600° С в литом варианте; 12-4кГ/мм2 при 580°С и при 600°С 12 кГ/мм2 в кованом варианте. Необходимо отметить, что усложнение состава стали сопровождается снижением ее технологичности, поэтому применение более жаропрочных марок стали диктует необходимость совершенствования технологических процессов изготовления и обработки деталей и модернизации технологического оборудования заводов, в особенности термических цехов.

Сталь с содержанием легирующих элементовПриведенные результаты дают наиболее полное представление об усредненном уровне жаропрочности литого материала стали 15Х1М1Ф, так как в данном случае не учитывается влияние отдельных факторов (отклонения по химическому составу, разница в режимах термической обработке и др.). На границы естественного расстояния довольно широкие при небольшом времени до разрушения, суживаются с увеличением длительности испытаний, что является очень благоприятным обстоятельством. Экстраполированное значение предела длительной прочности равное 12-14 кГ/мм2 при 565° С является достаточно высоким для стали, содержащей около 3% легирующих элементов.

Большой разброс результатов испытания при небольших значениях времени до разрушения указывает на чувствительность стали к влиянию технологических факторов. Литой металл имеет достаточно высокую пластичность при длительном разрушении.

Относительное удлинение порядка 8-15% и сжатие поперечного сечения 30-60%. При температуре 585° С литая сталь 15Х1М1Ф обследована в существенно меньшем объеме. Результаты испытаний лежат в узкой полосе рассеяния с хорошими значениями жаропрочности.

Применительно к паропроводным трубам состав стали подкорректирован: по С до 0,10-0,16%; Сг до 1,1 -1,4%; Мо 0,9-1,1% и V до 0,20-0,35%. Наибольший интерес представляют результаты испытаний металла труб многих промышленных плавок на длительную прочность при 585° С. Предел длительной прочности (экстраполяция на 105 ч) составляет около 10 кГ/мм2. Результаты испытаний металла сварных соединений труб из стали 15Х1М1Ф лежат на нижней границе полосы естественного рассеяния.

Новые марки стали в энергомашиностроенииЕстественно, что в этих условиях практически невозможно путем изменения соотношения легирующих элементов (с указанным пределом по сумме) получить более высокие значения основных эксплуатационных характеристик, поскольку достигаемые величины условного предела ползучести и предела длительной прочности, как показано ниже, являются достаточно высокими по абсолютной величине. Многочисленными исследованиями как отечественных, так и зарубежных ученых установлено, что наиболее эффективное влияние на жаропрочные свойства стали оказывает небольшая группа элементов, именно хром, молибден, ванадий и вольфрам, которые являются основными при легировании малоуглеродистых марок жаропрочной стали; в меньшей степени исследованы и применяются ниобий, титан и бор. В результате ряда научно-исследовательских работ, выполненных ЦНИИТмашем совместно с энергомашиностроительными заводами, в том числе Ленинградским металлическим заводом и Невскими машиностроительным заводом, для отливок, поковок и труб паровых котлов и турбин, разработана, исследована и в настоящее время широко применяется сталь 15Х1М1Ф. Прочитать остальную часть записи »

Первоначальная деформация слиткаТермическая обработка инструмента. При закалке инструмента время выдержки следует снижать в полтора раза по сравнению со сталью Р18, а после отпуска и шлифовки давать среднетемпературный отпуск при 450° С в воздушной атмосфере. Прочитать остальную часть записи »