Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
При упрочнении термомеханической обработки (сочетанием термообработки с деформацией) достигаются еще более высокие показатели свойств. Так, в стали 40ХГСА можно достичь величин sв= 2200-2800 МПа. Высокие механические свойства достигаются за счёт измельчения кристаллов мартенсита и высокой плотности дислокаций.
В мартенситно-стареющих сталях высокие механические свойства достигаются в результате старения мартенсита, т. е. выделения в кристаллах мартенсита мелкодисперсных интерметаллических соединений.
Мартенситно-стареющими являются низкоуглеродистые (с содержанием углерода не выше 0,03%) сплавы железа с никелем и др. компонентами (кобальтом, титаном, вольфрамом, молибденом). Следует особо подчеркнуть, что после закалки такие стали ещё не являются высокопрочными, потому что прочность образующегося в них практически безуглеродистого мартенсита низка. И только после старения (при 480-5200С) в сталях указанного класса достигается прочность 2000-2500Мпа при ударной вязкости KCU=0,5 МДж/м2.
Отмеченная особенность упрочнения этих сталей позволяет деформировать стали с большими степенями обжатия (изготавливать штамповкой, напр., изделия нужной формы), либо проводить другие типы деформации. Напр., целесообразно нарезать рифли на мельничные валки непосредственно после закалки стали, не допуская самоотпуска и старения стали за счёт аккумулированного в валках тепла. Упрочнение же валков проводить затем путём старения при 480-5000С. К числу мартенситно-стареющих сталей относятся ОЗН18К9М5Т. После закалки её прочность составляет 1000-1100 МПа, (d =18-20% и KCU=2,0 МДж/м2, а после старения sв=1900-2000 МПа, относительное удлинение 8-12 %, а KCU=0,6 МДж/м2. Ещё более высоким комплексом свойств обладает сталь ОЗН12К15М10, её прочность достигает 2500 МПа при KCU=0,5 МДж/м2 .
Следует отметить, что мартенситно-стареющие стали сохраняют высокие эксплуатационные свойства в широком интервале температур (от - 1960С до 500-7000С).
Метастабильные аустенитные ПНП и ПНД стали получили своё название в результате сокращения следующих словосочетаний; ПНП – пластичность, наведённая фазовым превращением (иногда их называют трипп-сталями по аббревиатуре английской транскрипции – transformation Induced Plasticity), а ПНД означает пластичность, наведённую двойникованием, т. е. сдвиговой деформацией кристаллической решётки.
К ПНП-сталям относятся стали марок 25Н24М4Г и 30Н12Х9Г2. Высокая прочность в них (sв до 2300-2600 МПа) сочетается с очень высокой для данного уровня прочности величиной пластичности (d = 25-35 %).
В ПНД – сталях, к числу которых относятся 60Г14Ф2, 50Г20Х4, 40Х4Г18Ф, сочетание высокой прочности с высокой пластичностью достигается аналогичным способом с ПНП – сталями, но механизмом упрочнения в них является не мартенситное превращение, а двойникование. В ПНД – сталях значение sв достигают 1550-1600 МПа, при пластичности d = 17-22 %.
Высокопрочные стали, рассмотренные выше, относятся к числу сравнительно новых материалов и поэтому области их использования пока ещё не так широки, как они того заслуживают.
Мартенситно-стареющие стали уже широко используются для изготовления высокопрочных штампов и др. инструментов. В пищевой промышленности их целесообразно использовать в качестве матриц при производстве макаронных изделий, различных пружин, работающих в узлах при повышенных температурах, для различных дозирующих устройств, для изготовления штифтов мельниц, ножей делительного оборудования в сахарной и мясоперерабатывающей промышленности.
ПНП и ПНД стали целесообразно использовать для узлов оборудования, работающего при высоких циклических нагрузках, напр., для изготовления сёдел клапанов в дозаторах, используемых при разливе шампанского, в транспортирующих устройствах хлебопекарной промышленности (дёжеопрокидыватели, тестоделители и др.) для различных крепежных деталей.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. В каких отраслях пищевой промышленности наиболее широко используют углеродистые стали?
2. На какие группы делятся легированные стали по содержанию легирующих элементов? Приведите примеры.
3. Какие стали относят к высокопрочным?
4. Определите, возможно ли применять стали типа ПНП для изготовления пальцев тестоделителей.
Тесты по теме 3
Тест 1. Что означает буква А в маркировке сталей?
1.1. принадлежность стали к классу высококачественных;
1.2. легированность стали азотом;
1.3. значение буквы А зависит от ее местоположения.
Тест 2. Какие элементы являются вредными примесями в сталях?
2.1. Р, О, S, H;
2.2. P, N, Mn, Si;
2.3. С, Mn, Al.
Тест 3. Как маркируется сталь с содержанием С = 0,4%, Cr = 1,3%, Ni = 1,2%?
3.1. 4ХI, 3HI, 2;
3.2. 40XHI, 2;
3.3. 40ХН.
Тест 4. На какие классы делят углеродистые стали по структуре?
4.1. ферритные и доэвтектоидные;
4.2. аустенитные;
4.3. заэвтектоидные;
4.4. доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные.
Тест 5. Какие стали относятся к высокопрочным?
5.1. низколегированные и среднелегированные;
5.2. среднеуглеродистые легированные, упрочненные ТМО;
5.3. мартенситностареющие, ПНП и ПНД.
Тема 4. Коррозионно-стойкие стали
Коррозией металлов называют разрушение, вызванное химическим и электрохимическим воздействием внешней среды.
Химическая коррозия не связана с переносом электрических зарядов. К ней относится окисление металлов при нагреве в парах и газах сгорающего топлива, в жидкостях, не проводящих электрического тока (спиртах, органических жидкостях).
Электрохимическая коррозия осуществляется в присутствии электролитов (влажном воздухе, морской воде, растворах щелочей и кислот).
По характеру разрушения коррозия может быть общей (равномерной по всей поверхности материала), местной в отдельных участках (точечной или питтинговой) и межкристаллической (по границам зёрен).
Скорость общей коррозии оценивается либо потерей массы единицей площади за единицу времени (кг/м2 × с), либо глубиной разрушения изделия в мм/год. Оценивают её также и по десятибалльной шкале: 1-му баллу соответствует скорость коррозии < 0,001 мм/год (совершенно стойкие стали), 2 – от 0,001 до 0,003 мм/год, 3 – от 0,003 до 0,01 мм/год (весьма стойкие стали), 4 – от 0,01 до 0,03 мм/год, 5 – от 0,03 до 0,1 мм/од (стойкие стали) и т. д. (для каждого балла скорость коррозии увеличивается примерно в 3 раза). 10-му баллу соответствует скорость коррозии, превышающая 10 мм/год (нестойкие стали).
Скорость межкристаллитной коррозии оценивают либо по электропроводности, либо по механическим свойствам.
Существуют различные способы повышения коррозионной стойкости материалов: 1) разработка специальных составов сталей и сплавов; 2) различные способы нанесения защитных покрытий (лужение, цинкование, напыление различных металлов и неметаллических материалов); 3) химическая обработка среды, в которой протекает коррозия, путём введения специальных добавок (ингибиторов), замедляющих коррозию, электрохимическая защита; 5) протекторная защита (например, подсоединением пластин магния или цинка к деталям).
В пищевой промышленности наиболее широко используются два первых способа, поскольку не всегда возможно введение ингибиторов в пищевую среду, в частности, когда речь идёт об использовании в качестве ингибитора нитрита натрия – NaNO2. Проблематичным является и осуществление протекторной и электрохимической защит, вследствие затруднения подвода реагентов и электричества к действующему оборудованию.
Нержавеющими называют большую группу хромистых, хромоникелевых и хромоникельмарганцевых сталей с содержанием хрома более 12 %. Такие сплавы способны сопротивляться коррозионному воздействию внешней среды при комнатной и близких к ней температурах.
Жаростойкостью (окалиностойкостью) называют сопротивление материала окислению при высоких температурах. Жаростойкостью, как правило, обладают стали с более высоким содержанием хрома (17-28 %), либо стали на хромоникелевой основе.
Коррозионно-стойкими называют, стали, устойчивые против коррозии в агрессивных средах.
Разработаны и широко используются различными отраслями промышленности несколько групп коррозионно-стойких сталей: 1) хромистые, 2) хромоникелевые, 3) сложнолегированные коррозионно-стойкие стали.
Хромистые коррозионно-стойкие стали – наиболее дешёвые. В зависимости от содержания в них хрома и углерода они по структуре могут быть ферритными (напр., стали 06Х13 или 08Х17Т), феррито-мартенситными (сталь 12Х13) и мартенситными (20Х13, 30Х13).
Ферритные хромистые стали имеют сравнительно невысокую прочность (sв @ 400-600 МПа), они хорошо прокаливаются и свариваются. Их используют для различных свариваемых ёмкостей в хлебопекарной и спиртоводочной промышленности, сварных автоклавов и др. изделий.
При этом сталь 08Х17Т является не только коррозионно-стойкой, но и жаростойкой. Изделия из неё могут длительное время работать при температурах до 7000С.
Стали феррито-мартенситного класса также хорошо прокаливаются, штампуются и свариваются. Кроме того, они обладают повышенной ударной вязкостью (для стали 12Х13, например, KCU = 0,9 МДж/м2). Их используют для свариваемых ёмкостей (напр., для изготовления деж в хлебопекарной промышленности), обечаек теплообменных аппаратов и других изделий. Используют их также и в качестве жаростойких деталей печей, работающих при температурах до 7000С.
Хромистые стали мартенситного класса (20Х13, 30Х13 и др.) используются для изготовления деталей, работающих в условиях циклических нагрузок в различных агрессивных средах (шестерни, пружины, подшипники, корпуса насосов и др.). Сталь 30Х13 используются для изготовления ножей для резки хлеба и скальпелей в медицинской промышленности.
Наиболее широкое использование в пищевой промышленности получили хромоникелевые коррозионно-стойкие стали.
Содержание углерода в них сравнительно невысокое (С £ 0,2 %), а суммарное содержание легирующих (Cr + Ni + другие добавки £ 30 %).
Коррозионная стойкость сталей этого класса тем выше, чем меньше в них содержание углерода. В зависимости от содержания углерода, эти стали могут относиться по структуре к аустенитно-ферритному классу (12Х21Н5Т, 08Х22Н6Т и др.), аустенитно-мартенситному (14Х17Н2) или к аустенитному классу (12Х18Н9, 08Х18Н10Т, 08Х22Н6Т).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
Основные порталы (построено редакторами)