Жаростойкость окалиностойкость

Поверхностное насыщение стали алюминием, хромом, цинком и другими элементами называют диффузионным насыщением металлами. Изделие, поверхность которого обогащена этими элементами, приобретает ценные свойства, к числу которых относятся высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износостойкость и твердость.

Материал по каждой марке стали и сплава включает следующие данные: заменитель марки стали и сплава, вид поставки, назначение, содержание химических элементов в процентах по массовой доле, температуры критических точек, механические свойства, жаростойкость, коррозионная стойкость, технологические свойства, свариваемость, литейные свойства, температурный интервал ковки и условия охлаждения после ковки, обрабатываемость резанием, прокаливаемость, флокеночувствительность, склонность к отпускной хрупкости.

Диффузионным хромированием повышают специальные свойства деталей (твердость, жаростойкость, коррозионная стойкость, эмиссионная способность, магнитные и электрические свойства и др.). Насыщение обычно производят газовым методом, используя для этого летучие соединения хрома (галогениды хрома).

Метод плазменного напыления применяется для придания поверхности деталей, различных конструкций, машин и приборов таких свойств, как износостойкость, жаростойкость, коррозионная; устойчивость, а также тепло- и электроизоляционных свойств. Разнообразие применяемых покрытий позволяет использовать их в различных отраслях машиностроения, в авиации, ракетной технике, энергетике (в том числе атомной), металлургии, химической и нефтяной, промышленности, электронике, радио- и приборостроении. Терморе-гулирующие плазменные покрытия применяют для космических летательных аппаратов. Большой практический интерес представляет использование покрытий для защиты от коррозии труб большого диаметра.

Химико-термическая обработка является одним из способов изменения химического состава стали и предназначена для придания поверхностным слоям деталей машин требуемых физико-механических свойств: повышенных износостойкости, коррозионной стойкости, окалино- и жаростойкости. Производится химико-термическая обработка путем нагрева детали в специальной среде (карбюризаторе) до определенной температуры, выдержки при этой температуре и охлаждения. При этом происходит насыщение поверхностного слоя активным элементом (хромом, азотом, углеродом, алюминием и т. п.), в результате чего изменяются 'физико-механические свойства материала обрабатываемой детали: износостойкость, жаростойкость, коррозионная устойчивость и т. п.

Химико-термическая обработка является одним из способов изменения химического состава стали и предназначена для придания поверхностным слоям деталей машин требуемых физико-механических свойств: повышенных износо-, окалкно- и жаростойкости, а также коррозионной стойкости. Производится химико-термическая обработка путем нагрева деталей в специальной среде (карбюризаторе) до определенной темп'ературы, выдержки при этой температуре и охлаждения. В процессе нагрева поверхностный слой детали насыщается активным элементом (хромом, азотом, углеродом, алюминием и т. п.), в результате чего изменяются физико-механические свойства материала обрабатываемой детали: износо- и жаростойкость, коррозионная стойкость и т. п.

Поверхностное насыщение стзли алюминием, хромом, цинком и другими элементами называют диффузионным насыщением металлами. Изделие, поверхность которого обогащена этими элементами, приобретает ценные свойства, к числу которых относятся высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износостойкость и твердость.

По химическому составу различают несколько групп легированных чугу-иов: хромистые, кремнистые, алюминиевые, марганцевые и никелевые (ГОСТ 7769—82), а по условиям эксплуатации: жаростойкие, жаропрочные, износостойкие, коррозионно-стойкие и немагнитные. При этом часто один и тот же легирующий элемент придает чугуну одновременно несколько специальных свойств. Жаростойкость, коррозионная стойкость и магнитные свойства легированных чугу-нов приведены в разделе физические и химические свойства чугуна (см. табл. 10, 13, 14; рис. 1, 2).

Материал по каждой марке стали и сплава включает следующие данные: заменитель марки стали и сплава, вид поставки, назначение, содержание химических элементов в процентах по массовой доле, температуры критических точек, механические свойства, жаростойкость, коррозионная стойкость, технологические свойства, свариваемость, литейные свойства, температурный интервал ковки и условия охлаждения после ковки, обрабатываемость резанием, прокаливаемость, флокеночувствительность, склонность к отпускной хрупкости.

По химическому составу различают несколько групп легированных чугу-нов: хромистые, кремнистые, алюминиевые, марганцевые и никелевые (ГОСТ 7769—82), а по условиям эксплуатации: жаростойкие, жаропрочные, износостойкие, коррозионно-стойкие и немагнитные. При этом часто один и тот же легирующий элемент придает чугуну одновременно несколько специальных свойств. Жаростойкость, коррозионная стойкость и магнитные свойства легированных чугу-нов приведены в разделе физические и химические свойства чугуна {см. табл. 10, 13, 14; рис. 1, 2).

Поверхностное насыщение стали алюминием, хромом, цинком и другими элементами называют диффузионным насыщением металлами. Изделие, поверхность которого обогащена этими элементами, приобретает ценные свойства, к числу которых относятся высокая жаростойкость, коррозионная стойкость, повышенная износостойкость и твердость.

Жаростойкость (окалиностойкость) характеризует сопротивление металла окислению при высоких температурах.

Жаростойкость (окалиностойкость) — это высокая етой-косгь сталей и сплавов к окислению при повышенных температурах, выражающаяся в сопротивляемости деталей газовой коррозии.

Жаропрочность — способность металлов выдерживать механические нагрузки без существенной деформации и разрушения при повышенной температуре. Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч): предел длительной .прочности ада— напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (выше 450 °С) температуре; условный предел ползучести ani, % — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Vn — 10~б %/ч, что соответствует 1 %-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч или Va — 10~7 мм/ч. Окалиностойкость (жаростойкость) — характеризует способность стали сопротивляться окисляющему воздействию газовой среды или перегретого пара при температуре 500—800 °С и выше без заметного снижения ее механических свойств в течение расчетного срока службы. Критерием окалиностойкости служит удельная потеря массы при окислении металла за определенный период времени, например за 100 тыс. ч.

Углерод увеличивает предел прочности, предел текучести стали, снижает ее пластичность и ударную вязкость. Кремний повышает прочностные и снижает пластические свойства, повышает жаростойкость (окалиностойкость) стали. Марганец влияет на прочность и прокаливаемость стали (увеличивает). Уменьшение пластичности стали наблюдается при содержании марганца более 1,5 %. В высоколегированных жаропрочных сталях марганец применяют для частичной замены дефицитного никеля. Алюминии используют для повышения жаропрочности и жаростойкости стали.

Жаропрочность — способность металлов выдерживать механические нагрузки без существенной деформации и разрушения при повышенной температуре. Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч): предел длительной .прочности (ТдП — напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (выше 450 °С) температуре; условный предел ползучести аП1, % — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Vn = 10~6 %/ч, что соответствует 1 %-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч или Vn == Ю~7 мм/ч. Окалиностойкость (жаростойкость) — характеризует способность стали сопротивляться окисляющему воздействию газовой среды или перегретого пара при температуре 500—800 "С и выше без заметного снижения ее механических свойств в течение расчетного срока службы. Критерием окалиностойкости служит удельная потеря массы при окислении металла за определенный период времени, например за 100 тыс. ч.

Углерод увеличивает предел прочности, предел текучести стали, снижает ее пластичность и ударную вязкость. Кремний повышает прочностные и снижает пластические свойства, повышает жаростойкость (окалиностойкость) стали. Марганец влияет на прочность и прокаливаемость стали (увеличивает). Уменьшение пластичности стали наблюдается при содержании марганца бвЛёё 1,5 %. В высоколегированных жаропрочных сталях марганец применяют для частичной замены дефицитного никеля. Алюминии используют для повышения жаропрочности и жаростойкости стали.

Жаростойкость (окалиностойкость) — способность металлов и сплавов противостоять высокотемпературной коррозии в воздушной и агрессивных газовых средах. Методы испытания образцов на жаростойкость (ГОСТ 6130—71) заключаются в измерении их массы до и после испытания в потоке газовой среды со скоростью не менее 0,025 м/с и не более скоростей, вызывающих эрозию. Время и температура испытаний устанавливаются в зависимости от срока службы испытуемого металла и его температуры в эксплуатации.

Помимо перечисленных характеристик, работоспособность жаропрочного сплава зависит от стабильности его структуры и механических свойств при изотермическом нагреве и в условиях термоциклирования (термостойкость), а также от коррозионной стойкости в газообразной среде при высоких температурах (жаростойкость, окалиностойкость).

Кремний в количестве до 0,4 % остается в стали после раскисления (технологическая примесь), при большем содержании — легирующий элемент; повышает прочностные и снижает пластические свойства, увеличивает жаростойкость (окалиностойкость) стали.

Жаростойкость (окалиностойкость) •— способность материала противостоять химическому разрушению поверхности под воздействием воздушной или газовой среды при высоких температурах. Критерием окалиностойкости служит удельная потеря массы при окислении металла за определенный период времени, например за 100 тыс. ч.

Диффузионная металлизация — процесс насыщения поверхностей стальных деталей различными металлами. Наиболее часто применяют металлизацию алюминием (алитирование), хромом (хромирование), кремнием (си-лицирование), бором (борирование). Одновременное насыщение поверхностей хромом и алюминием или хромом и вольфрамом называют хромоалитированием, хромоволь-фрамированием. В результате диффузионной металлизации повышаются жаростойкость (окалиностойкость) до 1100 °С, износостойкость, твердость (до HV 2000) и коррозионная стойкость стальных деталей. Насыщение проводят в твердых, жидких и газообразных средах при 1000—1200 °С.