10.4.3.Стали с особыми свойствами

Жаропрочные и жаростойкие стали

Следует помнить, что механические свойства разных сплавов при данной температуре могут не сохраняться в том же соотношении при других температурах. Конструктор, выбирая материал, должен знать, что данный сплав является оптимальным по прочностным свойствам в рабочем интервале температур.

Ниже 300°С наибольшую прочность имеют простые конструкционные стали, обработанные на высокую прочность. Явления ползучести при температурах ниже 350-300⁰С не наблюдается, так что при рабочих температурах ниже 300° С нет необходимости в применении каких-либо специальных жаропрочных сталей и сплавов.

Для работ в интервале 350-500°С оптимальными по свойствам являются сравнительно слаболегированные стали перлитного и ферритного классов. С повышением температуры до 500-650°С прочность сталей этого типа резко падает, уступая сталям аустенитного класса, а при 650-900°С стали аустенитного класса уступают первое место высоколегированным кобальтовым и никелевым сплавам. При температурах выше 900°С на первом месте сплавы тугоплавких металлов (молибдена, хрома и т.д.).

Перлитные и мартенситные жаропрочные стали

Стали, применяемые главным образом в котлостроении для изготовления паропроводов, пароперегревателей, крепежных и других деталей, подвергаемых длительным механическим воздействиям при умеренно высоких температурах- не выше 500-600°С. Это стали перлитного, а также мартенситного (бейнитного) и ферритного классов. Общим для всех сталей является, то что их основой является твердый раствор , а избыточной фазой - карбиды разной структуры и происхождения.

Аустенитные жаропрочные стали

Аустенитные жаропрочные стали применяют для изготовления клапанов двигателей, лопаток газовых турбин, и других "горячих" деталей реактивных двигателей- в основном для работы при 600-700⁰С.

Все аустенитные жаропрочные стали содержат большое количество хрома и никеля, а также добавки других элементов.

Аустенитные жаропрочные стали обладают рядом общих свойств высокой жаропрочностью и окалиностойкостью, большой пластичностью, хорошей свариваемостью, большим коэффициентом линейного расширения. Тем не менее по сравнению с перлитными и мартенситными сталями они не менее технологичны: обработка давлением и резанием этих сплавов затруднена;сварной шов обладает повышенной хрупкостью; полученное вследствие перегрева крупнозернистое строение не может быть исправлено термической обработкой, так как в этих сталях отсутствует фазовая перекристаллизация. В интервале 550-600°С эти стали часто охрупчиваются из-за выделения по границам зерна различных фаз.

11.Цветные металлы и сплавы

К группе широко применяемых цветных металлов относятся алюминий, титан, магний, медь, свинец, олово, цветные металлы обладают целым рядом весьма ценных свойств, например, высокой теплопроводностью (алюминий и медь), очень малой плотностью (алюминий и магний) , очень низкой температурой плавления (свинец и олово), высокой коррозионной стойкостью (титан и алюминий.), Основные физические свойства некоторых цветных металлов приведены ниже:

Mg Al Ti Cu

Mg Al Ti Cu

Атомный номер ........... 12 13 22 29

Атомная масса............. 24,3 27,0 47,0 63,5

Плотность при 20⁰ С,г/см ³ 1,74 2,7 4,5 8,9

Температура, плавления, ⁰С 651 660 1668 1083

Атомный диаметр, Нм ...... 0,32 0,28 0,289 0,256

Удельная теплопроводность

при20°С Вт/(мК)... 1391 225 18,85 387