Легированные молибденом

Вместо цветных металлов для этой цели применяют более дешевые немагнитные аустенитные стали. Аустенитные нержавеющие (см. гл. XIX) или износоустойчивые (см. гл. XX) стали пригодны как немагнитные, если по прочностным свойствам они удовлетворяют поставленным требованиям. Однако сталь ПЗ часто не проходит по прочностным и технологическим свойствам, а аустенитные нержавеющие стали слишком дороги в качестве материала для деталей большой массы (например, для немагнитных бандажных колец в турбогенераторах). В этом случае применяют стали, легированные марганцем, хромом, алюминием при сравнительно повышенном содержании углерода (около 0,4%) и ограниченном содержании никеля.

К первой из них относятся двойные никелевые сплавы, легированные марганцем, алюминием и кремнием.

Все исследованные чугуны по типу легирования подразделены на следующие группы: низколегированные и модифицированные висмутом; хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и хромони-кельтитановые; хромистые, высокожромистые, хромомолибдено-вые и хромотитановые; бористые, титанобористые, никельбористые и другие борсодержащие; легированные марганцем или медью.

Стали, легированные марганцем и кремнием, используются для литья деталей с повыш. пределами текучести и прочности и износостойкостью; марганцовистые стали.

содержащие никель, кремний, вольфрам,— для деталей, от к-рых требуется значит, твердость, прочность и высокая ударная вязкость. Легированные никелем и хромом стали употребляются для деталей, от к-рых наряду С высокой пластичностью требуется высокое сопротивление удару и усталости при комнатной и низкой темн-рах (детали насосов, холодильных установок, горного и металлургия, оборудования), Стали, легированные марганцем и хромом, с повыш. содержанием углерода предназначаются для деталей, работающих на износ (цепные и зубчатые колеса редукторов и лебедок буровых установок, детали турбобура); из низкоуглеродистых сталей (16ХГТЛ) отливают детали, подвергаемые цементации. Хромоникелевые стали с молибденом, вольфрамом, титаном и медью применяют для высоконагруж. деталей, от к-рых требуется сочетание высокой прочности, пластичности, высокого сопротивления усталости и истиранию (цепные колеса, ше-степии, валики, детали экскаваторных ковшей и др.), а также для деталей, работающих при повыш, темп-pax (детали нефтебурового и крекингового оборудования, в кот-лотурбостроении и судостроении), Из многокомпонентных легированных сталей 35ХГСМЛ, 27ХГСНЛ и др, отливают самолетные тонкостенные детали высокой прочности (детали шасси): траверсы, муфты, кронштейны, подкосы, а также различные силовые узлы, подмо-торные рамы и т п.

15 — то же, специализированного назначения (кроме сталей 13 и 14), спокойные; Шастали углеродистые качественные общего назначения, спокойные; 17 —то же, специализированного назначения, спокойные; 18 —стали низколегированные; 20 — стали, легированные марганцем или кремнием, сочетания^ ми этих элементов между собой, и другими элементами, кроме хрома, никеля, молибдена и вольфрама; 21 — стали, легированные хромом и сочетаниями хрома с другими элементами, кроме никеля, молибдена, вольфрама, кремния и марганца; 22 — стали, легированные хромом в сочетаниях с марганцем и кремнием и дополнительно с другими элементами, кроме никеля, молибдена и вольфрама; 23—стали, легированные молибденом или вольфрамом, сочетаниями этих элементов между собой и хромом, кремнием и марганцем, а также другими элементами, кроме никеля; 24 — стали, легированные никелем и сочетаниями никеля с хромом и другими элементами, кроме молибдена, вольфрама, марганца и кремния; 25 — стали, легированные никелем, никелем и хромом в сочетаниях с марганцем и кремнием и дополнительно с другими элементами, кроме молибдена и вольфрама; 26 — стали, легированные никелем и молибденом и этими элементами в сочетаниях с хромом, марганцем и кремнием, а также другими элементами, кроме вольфрама; 27 — стали, легированные никелем и вольфрамом и этими элементами в сочетаниях с молибденом, кремнием, хромом, марганцем и другими элементами; 30 — стали инструментальные углеродистые; 31—стали инструментальные легированные и высоколегированные с содержанием углерода до 0,6%; 32 — то же, с содержанием углерода более 0,6% и вольфрама до 8%; 33 — стали быстрорежущие; 34 — стали шарикоподшипниковые; 35 — стали износостойкие и сплавы; 40 — стали сварочные углеродистые и легированные; 42—стали сварочные высоколегированные, не содержащие никеля; 43 — то же, содержащие никель в любых сочетаниях; 45 — сплавы сварочные; 48 — стали наплавочные; 50 — стали, легированные хромом и хромом в сочетаниях с марганцем, кремнием и алюминием, а также другими элементами, кроме никеля, молибдена и вольфрама; 51 —стали, легированные хромом в сочетаниях с молибденом и вольфрамом, а также дополнительно содержащие марганец, кремний, алюминий и другие элементы, кроме никеля; 52 — стали, легированные никелем (до 7%) и хромом и этими элементами в сочетаниях с марганцем, кремнием, алюминием и другими элементами, кроме молибдена и вольфрама; 53—то же, с содержанием никеля от 8 до 14%; 54 —то же, с содержанием никеля 15% и более; 55 — стали, легированные никелем (до 14%) и хромом в сочетаниях с молибденом и вольфрамом и дополнительно содержащие марганец, кремний, алюминий и другие элементы; 56—то же, с содержанием никеля 15% и более; 60 — стали электротехнические; 61—сплавы магнитомягкие; 62 — стали магнитотвердые и сплавы; 63 — сплавы с заданным коэффициентом теплового расширения и заданными упругими свойствами; 64 — сплавы коррозионностоикие, жаропрочные и жаростойкие, на никелевой основе, не содержащие кобальта; 65 — сплавы жаропрочные на никелевой основе, содержащие кобальт, а также сплавы жаропрочные на других основах и сплавы высокого омического сопротивления; 66—стали и сплавы со специальными физическими свойствами, кроме относящихся к группам 60—65; 70 — порошковые материалы на основе железа; 71 —то же, титана; 72 — то же, молибдена; 73 — то же, вольфрама; 74 — то же, никеля; 75 — порошковые материалы на других основах.

К первой из них относятся двойные никелевые сплавы, легированные марганцем, алюминием и кремнием.

Таблица 5 Наплавки и сплавы системы Fe—С—Сг и Fe—С, легированные марганцем и титаном (группа V)

ном около трех возрастающих прямых, имеющих различные угловые коэффициенты. По направлению прямой 1, в основном расположены сплавы из группы IV, содержащие 1,2—3,0% С, около 6% Сг, а также добавки титана совместно с бором. Сюда также входят сплавы из группы I, содержащие также 1,2—3,0% С, до 10% Сг, легированные марганцем и кремнием или только кремнием. Кроме этого, вдоль прямой / расположились сплавы из 52

Для кислотостойких и жаропрочных паяных соединений применяют припои на никельхромовой основе, легированные марганцем, бором, фосфором или кремнием для снижения температуры плавления. При этом припои, легированные марганцем, дают более пластичные соединения по сравнению с них-ромовыми припоями типа «Кольманой», легированными бором и кремнием.

Активно соединяясь с кислородом и серой, марганец является раскис-лителем и десульфуратором жидкой стали. Как легирующая добавка, марганец оказывает измельчающее действие на структуру стали и увеличивает глубину прокаливания. При повышении содержания марганца АО 7 % увеличиваются предел прочности стали на разрыв и предел текучести. Сопротивление атмосферной коррозии сильно увеличивается при содержании >10% Мп. Инструментальные стали содержат до 0.4 % Мп, конструкционные — до 0,6 % Мп, легированные марганцем — от 0,8 до 28 % Мп. Известностью пользуется износостойкая высокомар-гаицовистая сталь (12—14% Мп, 1,1—1,3% С), применяемая для изготовления рабочих органов землеройных машин, дробильно-помольиого оборудования и т. п. При производстве нержавеющей стали марганцем заменяют дефицитный никель. Расход марганца составляет ~1 % от Массы выплавляемой стали, наблюдается тенденция к увеличению его Расхода, Марганец входит также в состав многих цветных сплавов на

или среднемарганцовистыми флюсами (в зависимости от состава свариваемой стали). При использовании низколегированных проволок, содержащих элементы-раскислители в достаточном количестве, лучшие результаты (по механическим свойствам металла шва) обеспечивает применение низкокремпистых, низкомарганцовистых флюсов, например АН-15, АН-24, АН-20. При сварке теплоустойчивых сталей используют электродные проволоки, легированные молибденом или комплексно хромом, молибденом и ванадием, например Св-08ХМ, Св-08МХ, Св-08ХМФА и другие по ГОСТ 2240-70.

Из сказанного следует, что во избежание охрупчивания нужно избегать интервала температур отпускной хрупкости первого рода (300—400°С). Для сталей, склонных к отпускной хрупкости второго рода, следует предусматривать быстрое охлаждение после отпуска. Эти стали не должны в работе нагреваться до высоких температур (500—600°С), так как это может также повести к охрупчиванию. В тех случаях, когда после отпуска нельзя создать быстрое охлаждение (например, для очень крупных деталей), следует применять стали, легированные молибденом, замедляющим развитие отпускной хрупкости второго рода.

Сварка низколегированных низкоуглеродистых теплоустойчивых сталей. К этой группе относятся стали, легированные молибденом и вольфрамом для обеспечения жаропрочности при температурах 450—585°С: 15М, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМ, 12ХШФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФ и др.

Наиболее перспективными являются ниобиевые сплавы, легированные молибденом, вольфрамом, ванадием, титаном и танталом, образующими с ниобием неограниченные твердые растворы 'с добавлением алюминия, хрома, циркония, кремния и бора, которые как в чистом виде, так и в форме металлических соединений играют роль упрочнителей.

В отечественной промышленности применяются жаропрочные ниобиевые сплавы, легированные молибденом, цирконием, вольфрамом. Сплавы ВН-2, ВН-3 и ВН-4 способны работать при температурах 800 - 1300°С.

Межкристаллитная коррозия (МКК) - один из наиболее опасных видов электрохимического разрушения сплавов, т. к. она приводит к резкому понижению сплавом прочностных характеристик без заметного изменения размеров, формы и внешнего вида. В этом случае структурные составляющие сплавов корродируют с различной ско-ростью_.что приводит к нарушению связей между зернами. Межкркс-таллитной коррозии подвержены аустенитные хромоникелевые. высо-кохромистые стали, содержащие более 13% хрома, никелевые сплавы, аустенитные стали, легированные молибденом, медью, алюминиевые сплавы.

Нержавеющие стали в морской воде при достаточно сильной аэрации обладают высокой стойкостью к общей коррозии, однако склонны к сильной местной коррозии, особенно в застойных зонах, ограничивающих аэрацию. Различные марки нержавеющих сталей довольно сильно различаются по скорости развития местной коррозии. Наиболее устойчивы хромоникелевые стали аустенитного класса, дополнительно легированные молибденом, а наиболее подвержены местной коррозии простые хромистые стали. В спокойной морской воде нержавеющие стали, не легированные молибденом, не имеют преимуществ перед углеродистыми сталями по склонности к местной коррозии. Однако в быстродвижущей-ся морской воде местная коррозия углеродистой стали будет возрастать: а коррозия нержавеющей стали — значительно снижаться. Так, максимальная скорость образования питтинга на стали марки 1X18Н9 в спокойной морской воде была около 1,85 мм/год, в то время как при скорости движения морской воды 1,2 — 1,5 м/с развитие местной коррозии снижалось до 0,09-0,1 мм/год.

Сплавы, обладающие более устойчивой пассивностью, особенно в присутствии ионов хлора, например нержавеющие хромоникелевые стали аустенитного класса, легированные молибденом, например сталь марки Х18Н12МЗТ, а также титан и хром обладают высокой стойкостью к щелевой коррозии. Благодаря высокой стойкости хрома можно рекомендовать хромовые покрытия для защиты от щелевой коррозии.

Перечисленным выше требованиям удовлетворяют многочисленные сплавы никель—железо, как двойные, так и дополнительно легированные молибденом, медью, хромом, ванадием, вольфрамом, это различные пермал-лойные сплавы и муметаллы.

Кремнистые чугуны, содержащие 14—16% кремния, особенно стойки в серной и азотной кислотах. Кремнистые чугуны, дополнительно легированные молибденом, в определенной мере пригодны и для работы в соляной кислоте. Отливки из чугуна с 10% -кремния можно обрабатывать только шлифованием. Для чугунов характерна повышенная склонность к растрескиванию при механических и тепловых ударах.

Молибден. Молибденом обычно легируют хромоникелевые коррозионно-стойкие стали для увеличения их способности к самопассированию и повышению коррозионной стойкости в неокислительных и слабовосстановительных средах. Часто молибденсодержащие стали применяют в средах, вызывающих МКК. В стали, легированные молибденом для сохранения аустенитной структуры (молибден-ферритообразователь), вводится повышенное количество никеля. На каждый 1 %'-Мо вводится дополнительно 1,7 % Ni.