Легированные инструментальные

Титан и его оолавы обладают очень высокой коррозионной стойкостью в морской воде, влажной морокой и промышленной атмосфере. В этих средах скорость коррозия титановый сплавов не превышав? 0,0001 мм/год, Несмотря на то, что титен относится к одним иа наиболее термодинамически неустойчивых металлов, его выооивя коррозионная стойкость обусловлена ващитнвми свойствами образующихся гидридных в оксидных пдёнок. Титановые сплавы устойчивы в окислительных средах даже в присутствии больших количеств хлор-иона, в ^большинстве органических вред. Исключение составляю? серная, соляная, муравьиная, щавелевая, винная, лимонная, смесь ледяной уксусной кислоты о уксусным ангидридом. Технические титановые сплавы, легированные алюминием (до 6 %}, марганцем (I...8 %), оловом широко испольвуютоя в химическом машиносгроен"и, пищевой промышленности. В нестоящее время темпы роста проивводотва' титановых сплавов выше, чем других конструкционных материалов,

Для получения сплавов с заданными свойствами титан легируют алюминием, молибденом и др. Наибольшее применение нашли сплавы, легированные алюминием, например сплав ВТ5 (до 5 % А1) с ав = = 700-f-900 МПа, 8 = 10-г12 %. Из этого сплава получают поковки, отливки.

Выбор жаростойкого сплава обусловливается также характером и составом газовой среды. Так, хромистые и хромонике-левые стали обладают хорошей стойкостью в окислительных средах, восстановительная же газовая среда действует на них неблагоприятно. Особенно неблагоприятно влияют при высоких температурах па стали, содержащие никель, сернистые соединения: никель образует с серой сульфид, дающий с металлическим никелем эвтектику, обладающую низкой температурой плавления. В условиях действия сернистых соединений при высоких температурах, как было указано, пригодны стали, легированные алюминием, хромом и кремнием.

поковки для валов, валов-шестерен, червяков, распределительных валов, поршневых и шаровых пальцев (с последующей цементацией). Стали ЗОХ, 40Х, улучшаемые, с объемной закалкой или поверхностной ТВЧ, используются для валов, осей червяков, полуосей автомобилей, коленчатых валов. Из стали 20ХН — получают валики, пальцы поршней, шлицевые валики. Тяжелонагруженные и ответственные валы изготавливают из легированных сталей 40ХН, 40ХНМА, 12ХНЗА, 18ХГТ, ЗОХГС и других с соответствующей термообработкой, улучшающей механические свойства стали (отжиг, нормализация, закалка, отпуск). Легированные стали хорошо воспринимают объемную термообработку и отличаются высокой прокаливаемостью. Цементируемые стали (например, 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ) или азотируемые (например, 38ХЮ, 38ХМЮА, легированные алюминием) применяются, когда цапфы вала или шлицы на валу должны иметь высокую твердость, чтобы противостоять износу, а также для валов-шестерен, изготовленных заодно,

шальные) латуни. Латуни, легированные алюминием, оловом, имеют, кроме того, высокие коррозионную стойкость и жаростойкость. Стойкость латуни к коррозии обычно выше стойкости чистой меди. На латунь сильно действуют азотная и соляная кислоты, относительно слабее — серная кислота. Латуни с увеличенным содержанием цинка проявляют повышенную стойкость в среде сероводорода.

Титан и его сплавы обладают очень высокой коррозионной стойкостью в морской воде, влажной морской и промышленной атмосфере. В этих средах скорость коррозии титановых сплавов не превышает 0,0001 мм/год. Несмотря на то, что титан относится к наиболее термодинамически неустойчивым металлам, его высокая коррозионная стойкость обусловлена защитными свойствами образующихся гидридных и оксидных пленок. Титановые сплавы устойчивы в окислительных средах даже в присутствии больших количеств хлор-ионов в большинстве органических сред. Исключение составляют серная, соляная, муравьиная, щавелевая, винная, лимонная, смесь ледяной уксусной кислоты с уксусным ангидридом. Технические титановые сплавы, легированные алюминием (до 6%), марганцем (1...2%), оловом,широко используются в химическом машиностроении, пищевой промышленности.

циальные) латуни. Латуни, легированные алюминием, оловом, имеют, кроме того, высокие коррозионную стойкость и жаростойкость. Стойкость латуни к коррозии обычно выше стойкости чистой меди. На латунь сильно действуют азотная и соляная кислоты, относительно слабее — серная кислота. Латуни с увеличенным содержанием цинка проявляют повышенную стойкость в среде сероводорода.

Местное (локальное) легирование. Применяется для повышения стойкости против МКК сварных швов, наплавок, производимых с целью устранения дефектов литья, или иных местных технологических нагревов металла до высоких температур [72]. Местное легирование можно осуществить, применяя сварочные материалы, легированные необходимыми элементами. Сварочные материалы с повышенным содержанием хрома, титана или ниобия или легированные алюминием, кремнием, ванадием, вольфрамом обладают довольно высокой стойкостью против МКК.

трицей. Температурная зависимость константы k в этой системе также описывается формулой Аррениуса с энергией активации Q=25 ~-26 ккал/моль. Таким образом, благодаря более слабой температурной зависимости константы k система Ti—A12O3 более стабильна при высоких температурах по сравнению с системами Ti—В, Ti—SiC. Титановые сплавы, легированные алюминием, значительно интенсивнее взаимодействуют с волокнами А1аО3,

Цинковые сплавы, легированные алюминием, свинцом, кадмием, оловом, висмутом и таллием, в водяном паре подвержены межкристаллитной коррозии. Проточная вода при температуре 50°С вызывает межкристаллитную коррозию сплавов ZnAll, ZnAHCul, ZnAllO и ZnCu4. Цинковые сплавы на основе цинка высокой чистоты не корродируют в водопроводной воде.

Колебания температуры вызывают разрушение образовавшихся защитных слоев и приводят к язвенной коррозии оцинкованных труб. Легированные цинковые покрытия разрушаются значительно медленнее по сравнению с нелегированными, язвенная коррозия отсутствует. Высокой коррозионной стойкостью в системах горячего водоснабжения (источник водоснабжения — Волга) обладают цинковые покрытия, легированные алюминием (0,1—0,12 %) и никелем (0,1—0,4 %), скорость коррозии 0,013 г/(м2-ч). Долговечность легирования оцинкованных труб примерно в 1,5 раза выше обычных оцинкованных.

3. Инструментальные стали повышенной прокаливаемости (легированные инструментальные стали)........ 415

3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ ПОВЫШЕННОЙ ПРОКАЛИВАЕМОСТИ (ЛЕГИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ)

Применение для легирования разных элементов позволяет также решать такие задачи, как повышение твердости, износоустойчивости или устойчивости против отпуска. В соответствии с этим легированные инструментальные стали подразделяются на III группы (табл. 47).

В I группу входят обычные легированные инструментальные стали, в которых присадка 1,0—1,5% Сг обеспечивает повышение прокаливаемое™. Добавка кремния дает некоторое дополнительное увеличение прокаливаемости, а

Легированные инструментальные стали — это углеродистые инструментальные стали, легированные хромом (X), вольфрамом (В), марганцем (Г), кремнием (С) и другими элементами. После термообработки легированные стали (НRC 62—64) имеют красностойкость 250—300 °С. Легированные стали по сравнению с углеродистыми имеют повышенную вязкость в закаленном состоянии, более высокую прокаливаемость, меньшую склонность к деформациям и появлению трещин при закалке. Допустимые скорости резания 15—25 м/мин. Для изготовления протяжек, сверл, метчиков, плашек, разверток используют стали 9ХВГ, ХВГ, ХГ, 6ХС, 9ХС и др.

Маркировка инструментальных сталей. Углеродистые инструментальные стали маркирую! буквой У (углеродистые); следующая за ней цифра (У7, У8, УК) и т. д.) показывает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква А в конце (У10А) указывает, что сталь высококачественная. Легированные инструментальные стали X, 9Х, 9ХС, 6ХВГ и т. д. маркируют цифрой, показывающей среднее содержание углерода в десятых долях процента, если его содержание •
Легированные стали повышенной прокаливасмо-сти, не обладающие теплостойкостью. Легированные инструментальные стали (табл. 14) подобно углеродистым не обладают теплостойкостью и пригодны только для резания относительно мягких материалов с небольшой скоростью. Их используют для инструмента, подвергаемого в работе нагреву не свыше 200—250° С. Структура этих сталей: после отжига — зернистый перлит(легированный феррит и карбид УИ3С) после закалки — мартенсит и карбиды М3С. Легированные стали по сравнению с углеродистыми обладают большей устойчивостью переохлажденного аусте-нита, а следовательно, большей прокаливаемо-стью. Инструменты из этих сталей можно охлаждать при закалке в масле и в горячих средах (ступенчатая закалка), что уменьшает деформацию и коробление инструмента. Низколегированные стали 11Х и 13Х рекомендованы для инструментов диаметром до IS мм, закаливаемых в масле или горячих средах для уменьшения деформации по сравнению с получаемой в углеродистых сталях, закаливаемых в воде. Стали повышенной прокаливаемости

К высококачественным относятся легированные инструментальные и быстрорежущие, а также углеродистые стали У7А—У13А, используемые для изготовления инструментов с тонкой режущей кромкой. В легированных и быстрорежущих сталях содержание как S, так и Р < 0,030%: в сталях У7А—У13А содержание S < 0,020%, а Р< 0,030%.

Мелкие детали, работающие при спокойной нагрузке, выполняют го углеродистых сталей УН, У12, а при ударной нагрузке —из сталей У8-У10. Термообработка: закалка в воду с 750-800°С, отпуск при 150 — 180°С (HRC 60 — 62). Для более напряженных сочленений применяют легированные инструментальные стали. Закалка в воду или масло с 800-850°С, отпуск при 150-160°С (HRC 62-68).

К первой группе относятся высокохромистые стали типа Х12М и Х12Ф1, коррозионно-стойкие хромистые стали с присадками Мо (зарубежная марка 44ОС), легированные инструментальные стали типа ХВГ и ХВ4 и сильхромы (табл. 47).

Наиболее широко газовая наплавка применяется для наплавки твердым сплавом типа сормайт и различными тугоплавкими соединениями инструмента и деталей, рабочие поверхности которых должны иметь большую твердость и высокую износостойкость. Такой способ наплавки наиболее распространен, так как с помощью этого способа можно получать наплавленные слои толщиной от 0,5 мм и более. Для наплавки сормайтом рекомендуются углеродистые стали и особенно сталь У8А. Можно производить наплавку на легированные инструментальные стали 5ХНМ, ЗХВА, 4ХВС и др. Лучше наплавляются низколегированные конструкционные стали 40ХН, 40Х и т. п.