Достаточной механической

Несмотря па то, что сплавы на железной основе (стали п чу-гупы) не обладают достаточной коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, пелегированиые железоуглеродистые еплагы имеют широкое практическое применение в химической промышленности. Объясняется это тем, что во многих случаях железо легко пассивируется или легко поддается защите путем нанесения на его поверхность защитных пленок.

Различают прямые и косвенные коррозионные потери. Под прямыми потерями понимают стоимость замены (с учетом трудозатрат) прокорродировавших конструкций и машин или их частей, таких как трубы, конденсаторы, глушители, трубопроводы, металлические покрытия. Другими примерами прямых потерь, могут служить затраты на перекраску конструкций для предотвращения ржавления или эксплуатационные затраты, связанные с катодной защитой трубопроводов. А необходимость ежегодной замены нескольких миллионов бытовых раковин, выходящих из строя в результате коррозии, или миллионов прокорродировавших автомобильных глушителей? Прямые потери включают добавочные расходы, связанные с использованием коррозионно-стойких металлов и сплавов вместо углеродистой стали, даже когда она обладает требуемыми механическими свойствами, но не имеет достаточной коррозионной устойчивости. Сюда относятся также стоимость нанесения защитных металлических покрытий, стоимость ингибиторов коррозии, затраты на кондиционирование воздуха складских помещений для хранения металлического обо-* рудования. -Подсчитано, что применение соли для борьбы с обле-

Некоторые промышленные сплавы Сг—Ni—Fe—Мо, соответствующие по составу нержавеющим сталям с высоким содержанием никеля, содержат также несколько процентов меди. Помимо других сред, они предназначены для использования в растворах серной кислоты в широком интервале концентраций и обладают в них достаточной коррозионной стойкостью. Легирующие добавки меди выполняют ту, же роль, что и добавки палладия к титану (см. разд. 5.4): за счет ускорения катодного процесса

Для напорных водоводов находят применение трубы из серого (0412-28) и высокопрочных (ВЧ45-0; B4«Su-I.5; ДЧ60-20; ЗД45-5 и ИЧ40-10) чугунов, обладающие достаточной коррозионной стойкостью л сточних водах промыслов, однако их применение ограничено трудностью их сочленения, особенно в полевых условиях.

Припои с содержанием менее 9% цинка не применяются в промышленности, так как не обладают достаточной коррозионной стойкостью. Свойства применяемых в промышленности двойных оловянноцинковых припоев приведены в табл. 59.

Очень чистый цинк имеет большую коррозионную стойкость, чем загрязненный примесями. Благодаря образованию защитной окисной пленки на поверхности цинка он обладает достаточной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях. Цинк корродирует в растворах кислых и щелочных солей. При контакте цинка с более электроположительными металлами скорость коррозии его резко повышается, поэтому цинк применяется в качестве протектора.

Вопрос о выборе сплава для эксплуатации в данной среде должен решаться в каждом случае конкретно. К сожалению, нельзя изготовить сплав, кор-розионностойкий во всех агрессивных средах. В наибольшей степени этому требованию удовлетворяет тантал, однако в некоторых средах и он совершенно нестоек (например, в плавиковой кислоте). Стойкость того или иного металла или сплава лимитирует и температуру, и концентрацию раствора. Тантал, например, устойчив в растворе 10%-ной NaOH при 20 и lOO't,однако в 40%-ной NaOH тантал нестоек даже при 20° С. В 10%-ной КОН тантал стоек лишь при 20° С и нестоек при 100°С и т.п. Для других металлов число агрессивных сред, в которых они обладают достаточной коррозионной стойкостью, еще более ограничено. Однако реальных агрессивных сред огромное количество, умноженное к тому же на температуру и концентрацию (так как в промышленности используются растворы, имеющие различные температуру и концентрацию). При выборе тугоплавкого металла для работы в различных агрессивных средах можно руководствоваться данными, приведенными в приложении II. Эти данные далеко не полные (однако других данных, кроме тех, которые были приведены в предыдущем разделе, для сплавов тугоплавких металлов практически нет). По этим данным нельзя выбрать сплав для всей гаммы агрессивных сред, но для четырех основных кислот - H2SO4, HC1, Н3РО4, HNO3 - различной концентрации на основании этих данных может быть сделан рациональный выбор сплава.

Для изготовления машины были применены стали марок: 12Х18Н9ТЛ—для корпуса, 14Х17Н2 —для лопаток, 09Х16НЗБ * —для основных и покрывающих дисков и 12X13 — для лопаток турбодетандера. Использованные материалы характеризуются вполне достаточной коррозионной стойкостью в указанной среде. Однако в первые периоды эксплуатации неоднократно наблюдались случаи выхода из строя некоторых деталей, изготов-

Таким образом, изделия, эксплуатирующиеся в условиях влажного субтропического климата из дорогостоящих хромоникелевых сплавов с успехом могут быть заменены изделиями из хромомарганцевых сплавов, обладающих достаточной коррозионной стойкостью (сплавы композиции Х15АГ15).

формируемые и литейные сплавы обладают достаточной коррозионной стойкостью и высокой удельной прочностью в ряде коррозионных сред слабой и средней агрессивности (авиация, транспорт морской и железнодорожный, бытовая техника, пищевая промышленность, электротехника и т. д.). Основными легирующими компонентами деформируемых алюминиевых сплавов являются магний, марганец, медь, цинк, кремний, а также титан, хром, бериллий, никель, цирконий, железо. Деформируемые сплавы подразделяются на неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой. Механические свойства неупрочняемых сплавов повышаются за счет легирования и гетерогенизации структуры в связи с образованием избыточных фаз и интерметаллидов. Дополнительное упрочнение может быть обеспечено нагартовкой. К термически упрочняемым относятся сплавы, которые повышают прочность также за счет распада пересыщенных твердых растворов после термической обработки: закалка с последующим естественным или искусственным старением.

пара- и диамагнитные материалы с магнитной проницаемостью и.<1,5. Особое распространение получили немагнитные стали и чугуны, а также сплавы меди и алюминия, реже применяются полимерные материалы, часто недостаточно прочные и теплостойкие. Цветные сплавы хорошо обрабатываются резанием и давлением, обладают достаточной коррозионной стойкостью, но их механич. свойства не всегда удовлетворительны. Из-за низкого электросопротивления у них велики потери мощности на вихревые токи. Бронзы относительно дороги и дефицитны. Латуни нередко магнитны из-за примеси железа. В машиностроении, приборо- и аппаратострое-нии применяются немагнитные стали н чугуны с аустенитной структурой, достаточно прочные, нержавеющие при большом содержании Ni или присадке 14—18% Сг. Аустенитная структура и парамагнетизм стали и чугуна достигаются введением Ni и Мп порознь или вместе. При нормальных темп-pax эксплуатации полученный аустенит весьма устойчив. При длит, нагревах выше 500—600° аустенит распадается в связи с карбидизацией, облегчающей у—>• OS-превращение при интенсивном охлаждении и деформировании. Сталь Ы24Х2 (1) (см. табл.) полностью немагнитна при охлаждении в воде с 600°. Ее недостатками являются: повышение магнитной проницаемости при отрицат. темп-pax и наклепе вследствие мартенситного превращения, а также дороговизна из-за большого содержания никеля; применяется она редко. Осн. путем удешевления немагнитных сталей является частичная или полная замена никеля марганцем. Такие стали обладают часто более стойким аустенитом. Из-за трудной обрабатываемости резанием и повыш. хрупкости чисто марганцевые стали применяются редко. Чаще используют выпускаемые в виде листов, проволоки и лент более сложно легированные аустенитные стали, большинство к-рых после закалки или нормализации может подвергаться холодной прокатке или волочению. Для деталей, от к-рых требуется повышенная механич. прочность, рекомендуются материалы 2—6 (см. табл.). Наиболее высокой коррозионной стойкостью обладают материалы 1 и 7—9. Для немагнитных упругих элементов, от к-рых требуются высокие упругие св-ва в коррозионных средах при нормальных и повыш. темп-pax, рекомендуются дисперсионнотвердеющие сплавы К40НХМ (8) или сплав ЭИ702 (9). Для деталей сложной конфигурации, от к-рых не требуется высокой прочности, можно применять более дешевые немагнитные чугуны, уд. электросопротивление к-рых (1,4—2,0 ом -мм2/м), как правило, выше, чем у немагнитных сталей ицветных сплавов. Наиболее распространены никельмарган-цевые чугуны (10), хорошо обрабатываемые

родеформаций кристаллической решетки сплава. Также видно, что это повышение начинается вслед за существенным снижением накопленных микродеформаций кристаллической решетки (при 2 х 104 циклах) до уровня, примерно равного приобретенному на первых циклах нагружения в области циклической ползучести (примерно 5 х 102 циклов). Снижение уровня накопленных микродеформаций кристаллической решетки, очевидно, связано с выделением части запасенной упругой энергии искажений кристаллов металла при аннигиляции взаимодействующих дислокаций или их перестройке в конфигурации с низкой энергией (возврат). При локальной перестройке дислокаций за счет их переползания путем поперечного скольжения высвобождается значительная энергия. Это может произойти только при достаточной механической активации металла на предыдущем упрочняющем цикле. Такой процесс может быть сравнен с процессом рекристаллизации, когда за счет термической активации пластически деформированного металла путем нагрева выше некоторой критической температуры образуются новые, относительно свободные от дислокаций зерна. Таким образом, в процессе усталости проявляется не только повреждающий эффект, связанный с накоплением микродеформаций кристаллической решетки и упрочнением металла, но и обратный разупрочняющий эффект, сопровождающийся выделением накопленной упругой энергии и переходом системы в термодинамически более устойчивое состояние.

Благодаря исклшительной химической стойкости фторо-пласт-4 показЕвает йьсокув надежность в конструкциях химаппаратуры. Осноаным способом переработки фторо-пласта-4 в изделия является прессование порошка в соответствующих: прессформах с последующим спеканием изделия в печи. Ассортимент серийно выпускаемых изделий и деталей из <'Торопласта-4 не всегда удовлетворяет потребность •предприятия. В заводских условиях изделия, не вппускае-.иые промышленностью серийно, в отдельных случаях могут о'ыть изготовленн на месте, фторопласт-4 как самостоятельный материал не имеет достаточной механической прочности и, кроме того, обладает ползучестью при действии эксплуатационных ({акторов, приводящей к наруиенио заданной геометрической <ормн изделий, появлению в них внутренних на-пряяений и-даже разрушению. Поэтому изготовляют "брониро-

Гетинаксы обладают высокими электроизоляционными свойствами и достаточной механической прочностью (рис. 19.13)

Эти пластики обладают низким коэффициентом трения, высокой износоустойчивостью и достаточной механической прочностью.

ВН-76/13, а материалу ВН-76 с добавкой смешанного катализатора — индекс НТ-1. Пленки из этих материалов после отверждения при температурах 120 и 100° соответственно удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам для изготовления и наклейки тензодатчиков. Эти материалы имеют хорошую-адгезию к стали, алюминиевым сплавам и стеклопластикам. Покрытия из материалов ВН-76/13 и НТ-1 термостойки до 400° в течение длительного времени, стойки к резким перепадам температуры в диапазоне от минус 60 до плюс 400°, имеют высокое удельное-объемное сопротивление (1013 ом-см при 20° и не менее 108 ом-см при 400°), влагостойки в условиях тропической влажности и обладают достаточной механической прочностью. Жизнеспособность материалов ВН-76/13 и НТ-1 сохраняется в течение нескольких месяцев.

Металлическими элементами трущейся пары, сочетающими хорошие фрикционные свойства с высокой теплопроводностью и достаточной механической прочностью, являются хромистые бронзы типа Бр.ХО,8. В отношении износоустойчивости эта бронза в паре с материалом «Ретинакс» несколько уступает паре «Ретинакс»— ЧНМХ [190]. Однако вследствие более высокой теплопроводности бронзы (превышающей теплопроводность чугуна в 5 раз) температуры на поверхности трения оказываются более низкими и кривая изменения тормозного момента в процессе торможения не имеет характерного пикового возрастания к концу торможения, как это наблюдается при трении пара «Ретинакс» — ЧНМХ, что способствует увеличению плавности торможения. Максимальное значение коэффициента трения материала «Ретинкс» ФК-16Л по этой бронзе при температуре около 400° С было равно 0,45, а минимальное значение — 0,2. Для металлокерамики ФМК-8 соответственные значения коэффициента трения были 0,6 и 0,25. Поверхность трения бронзы после многократных торможений в паре с материалом «Ретинакс» покрывается

В результате прессования получается изделие, не обладающее достаточной механической прочностью, так как частицы полимера не имеют однородной структуры, и только в процессе термообработки, благодаря оплавлению их, достигаются требуемые свойства материала и его монолитность. Поэтому для получения изделий хорошего качества требуется тщательное выполнение режима спекания. Отпрессованные изделия (таблетки) помещаются в печь специальной конструкции, медленно нагреваются и выдерживаются при заданной температуре до тех пор, пока материал станет совершенно прозрачным, т. е. сплавится. Следует иметь в виду, что полную прозрачность приобретает полимер, достаточно уплотненный при прессовании. У недопрес-сованного изделия, независимо от длительности спекания, остаются внутренние поры в виде точек или пятен молочного цвета в прозрачном теле изделия. Изделие в печи не рекомендуется держать дольше, чем требуется для спекания (достижения прозрачности) во избежание ухудшения его качества. Чем ниже молекулярный вес фторопласта-4, тем быстрее он спекается.

Материал концентратора должен обладать высоким коэффициентом отражения, достаточной механической и термической прочностью, устойчивостью к воздействию окислителей и коррозии, а также согласованностью спектральной характеристики отражения со спектральной характеристикой излучателя.

В настоящее время вагоны 5-вагонной рефрижераторной секции изолируются мипорои, которая по своим физико-механическим показателям (высокое влагопоглощение, значительная усадка, низкая прочность) не обеспечивает требуемых теплотехнических качеств ограждения вагонов. Учитывая это, с целью повышения качества вагонов рефрижераторной секции заводом производится работа по замене мипоры более совершенным термоизоляционным материалом, в частности, пенополистиролом ПСБ-С. Пенополистирол — газонаполненный пластик с замкнутыми порами — обладает высокими теплоизоляционными свойствами, малым водопоглощением, стабильностью свойств, долговечностью, достаточной механической прочностью при малом объемном весе.

Влияние состояния поверхности. Наличие мелких трещин, графитовых включений и неплотностей в отливке служит причиной местных разрушений металла при коррозии. Хорошо сопротивляются коррозии отливки, имеющие на поверхности слой окалины, образовавшейся при отжиге. При этом окалина должна равномерно покрывать всю поверхность и отличаться достаточной механической прочностью. Обнажённые места подвергаются интенсивной коррозии, так как они служат анодами, а поверхность, покрытая окалиной, — катодом [90, 77].

Бетоны должны обладать большим постоянством объёма при температурных колебаниях, достаточной механической прочностью и другими свойствами, присущими огнеупорным материалам, работающим в аналогичных условиях.