- •Раздел 4 Стали и сплавы с особыми химическими свойствами.
- •Раздел 5 Теплостойкие и жаропрочные стали и сплавы.
- •Основные принципы легирования жаропрочных сплавов.
- •Основные свойства никелевых жаропрочных сплавов
- •Какие фазы снижают жаростойкость, жаропрочность и стабильность сплавов на никелевой основе?
- •Влияние внешних факторов на жаропрочность.
- •Жаропрочные а стали. Термообработка аустенитных сталей.
- •Зачем углеродистые стали легируют? Какой термической обработке подвергают легированные стали?
- •Назовите интервал рабочих температур сталей м-го и ф-го классов. Почему эти стали теплоустойчивые, а не жаропрочные?
- •Виды хрупкости хромистых и хромоникелевых сталей.
- •Раздел 6. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.
- •Назовите сплавы, имеющие высокий коэффициент удельного электросопротивления.
- •Назначение сплавов с высокий коэффициентом удельного электросопротивления.
Раздел 4 Стали и сплавы с особыми химическими свойствами.
1. Какое разрушение металла называют коррозией?
Коррозией – наз. разрушение Ме и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с внешней средой.
2. Основные виды коррозии.
В зав-ти от св-в среды и условий взаим-ия различают: газовую, атмосферную, подводную, подземную, контактную, биокоррозию. В зав-ти от хар-ра разрушения: равномерную, точечную, питтинговую, щелевую, МКК, ножевую, избирательную.
3. В чем проявляется коррозия (визуально, по мех. свойствам)?
Проявл-ся качественно и количественно: изменением массы образцов; объемом выделившегося Н (или поглощенного О); уменьшением толщины образцов; плотностью тока коррозии; изменением показателей физ. или мех.св-в; глубиной структурных и зменений и др.
4. Электрохимическая коррозия.
Э лектрохимическая коррозия – самопроизвольное разрушение Ме и сплавов в рез-те электрохим-го взаим-ия их с окр.средой. Причиной кор-ии явл. термодинамич-ая неустойчивость Ме в опр. кор-ых условиях. Процесс кор-ии реал-ся ч/з работу большого числа короткозамкнутых микрогальв-их кор-ых элементов, кот. возникают на пов-ти корродирующего Ме.
5. Какие стали называют нержавеющими?
Нержавеющими наз. стали, обладающие высокой кор-ой стойкостью во влажной атмосфере и слабоагрессивных водных р-ах.
6. Что называют межкристаллитной коррозией?
МКК – вид местной коррозии. МКК проявляется преимущественно в разрушении сталей и сплавов по границам зерен, что приводит к резкому падению прочности и пластичности и может вызвать преждевременное разрушение конструкции.
7. В чем выражается наличие в аустенитной стали МКК?
В А-ых сталях склонность к МКК после быстрого охлаждения от t-ур, обеспечивающих полное растворение К-ых фаз и переход углерода в γ-тв.р-ор, может и не проявляться, т.к. быстрое охлаждение практически подавляет выделение К-ов из А-та. Повторный нагрев в опр. t-ом интервале (до 790 С), создавая условия для выделения К-ов, содержащих Cr, способствует проявлению МКК.
8. Какие стали наиболее подвержены межкр-ой коррозии (МКК)?
МКК коррозия наблюдается на Cr-ых и Cr-Ni сталях, сплавах на основе Ni, Cu, Al.
9. Каковы механизмы МКК?
3 типа механизмов МКК: 1) коррозия, связанная с обеднением приграничных областей зерен элементами, обусловливающими стойкость материала в данной среде; 2) коррозия, связанная с низкой химической стойкостью выделяющихся по границам зерен фаз; 3) коррозия, вызванная сегрегацией по границам зерен поверхностно-активных элементов, снижающих стойкость основы в данной среде.
10. При каких t-ах возможно проявление МКК в Ф-ых сталях?
В Cr-ых сталях Ф-го класса МКК проявляется после нагрева ↑ 1000 оС и быстрого охлаждения (ПР: сварка). Устраняется отжигом при t-ре в интервале 750–800 оС.
11. С чем связывают появление хрупкости в коррозионно-стойких сталях?
Это связано с фазовыми превращениями: выделением карбидов, σ-фазы, обр-ем М-та, упорядочением.
12. В каком интервале температур возможно охрупчивание хромистых сталей?
Виды хрупкости: хладноломкость, которая проявляется при испытаниях на ударную вязкость (эти стали особенно чувствительны к надрезу); хрупкость после низкого отпуска («хрупкость 475 оС»), которая отмечается после длительного отпуска или замедленного охлаждения в интервале до 450–500 оС; хрупкость после длительных выдержек при температурах 600–800 оС.
13. Что является причиной хладноломкости хромистых сталей?
Сильное влияние на хладноломкость оказывают – С и N, а также примеси – O, S и P, Mn и Si. При высокоt-ом нагреве происходит растворение К-ых фаз в Ф-те и одновременно оч. быстро растет зерно. После быстрого охл-ия Ф пересыщен С, который неравномерно распределен в решетке, это приводит к возникновению значительных напряжений и явл. причиной хрупкости.
14. В чем проявляется хладноломкость?
Хладноломкость хромистых сталей проявляется в падении ударной вязкости при испытании образцов с надрезом.
15. Как зависит проявление хладноломкости от содержания хрома?
С увеличением содержания хрома переход в хрупкое состояние смещается в сторону более высоких t-ур.
16. Какие из приведенных марок стали имеют мартенситную структуру 12X17, 20X13, 40X13, 30X13, 10X13, Х25?
М-ую сир-ру имеет 40X13, 30X13, 20Х13.
17. Какое количество хрома необходимо ввести в сталь, чтобы она стала коррозионностойкой?
Для придания кор-ой стойкости в сталь вводят не менее 12 % Cr.
18. Где применяют хромистые стали мартенситного класса?
Используют для изделий, работающих на износ, в кач-ве режущего инструмента, в частности ножей, для упругих элементов и конструкций в пищевой и хим.пром-ти, нах-ся в контакте со слабоагрессивными средами (ПР: 5% уксусная кислота).
19. Какой вид термической обработки необходим для использования хромистых сталей?
ТО: закалка (950-1020 С) + отпуск на заданную тв-ть.
20. В какой среде необходимо проводить закалку мартенситных хромистых сталей?
Благодаря малой критической скорости закалки стали закаливаются на М-т при охл-ии на воздухе.
21. Почему не применяют для отпуска мартенситных сталей интервал температур 480-520 °С?
В этом интервале наблюдается существенное ↓ пластичности и уд.вязкости сталей из-за развития отпускной хрупкости
22. Какова структура стали 40X13 при её отпуске выше 550 °С?
Происходит распад М-та на Ф-К смесь и выделение К-ов типа Ме23С6, стр-ра стали становится гетерогенной, Ф-ая матрица обедняется Cr, корр-ая ст-ть резко ↓.
23. Как влияет содержание С на использование хромистых сталей?
Чем ↑ сод-ие С в стали, тем ↑ выделяется К-ов Cr и ↓ кор-ая ст-ть. В связи с этим в практике исп-ют стали с переменным сод-ие С и Cr: чем ↑ в стали сод-ие С, тем ↑ требуется Сr для обеспечения необходимой кор-ой ст-ти.
24. Как изменяется коррозионная стойкость ферритных сталей с повышением в них содержания хрома.
Корр.стойкость сталей Ф-го класса повышается с увеличением содержания в них хрома.
25. Какие недостатки Ф-ых сталей ограничивают их применение?
«–»: склонность к росту зерна при нагреве; хрупкость при 475 С или вследствие выделения σ-фазы; сравнительно невысокие хар-ки прочности и жаропрочности; ограниченные технологические возможности по гор.обр-ке в связи с требованием обеспечения сравнительно мелкого зерна и, след-но, низкой t-ры окончания деформации; трудности в обеспечении свариваемости и кор-ой ст-ти сварных швов.
26. Какой термической обработке подвергают ферритные стали?
Для того чтобы избежать хрупкости при 475 С, выделения σ-фазы и склонности к МКК, применяют отжиг при 560-800 С с учетом временных хар-ик или закалку 870-950 С в течение 1ч с охл-ем в воде.
27. Почему ограничивают содержание С в А-ых сталях?
Чем ↑ С в стали, тем ↑ будет кол-во карбидов Cr, тем ↓ корр.ст-ть.
28. Каково содержание хрома и никеля в аустенитных коррзионностойких сталях?
Корр.стойкими явл. А-ые стали сод-ие более 12% Сr и более 10% Ni (самая известная Cr-Ni сталь содержит 18 % Cr и 8 % Ni).
29. Почему аустенитные коррозионностойкие стали охлаждают при закалке только в воде?
ТО А-ых сталей (ПР: 12Х18Н9) заключается в закалке из однофазной А-ой области (от 1000 оС) в воду (закалка без полиморфного превращения). Т.к при охл-ии в воде происходит фиксирование высокоt-го тв-го р-ра А-та.
30. Какие фазовые превращения возможны в аустенитных сталях промышленных плавок?
ФП: 1) образование карбидных, карбонитридных фаз и σ-фазы при нагревах в интервале 650–850 оС; 2) растворение этих фаз при нагреве до более высоких температур (1100–1200оС); 3) образование δ-феррита при высокотемпературных нагревах; 4) образование α- и ε-мартенситных фаз при охлаждении и пластической деформации.
31. Какие преимущества аустенитных сталей вам известны?
Осн. преимущества – их высокие служебные хар-ки (прочность, пластичность, кор. стойкость в большинстве рабочих сред) и хорошая технологичность.
32. Где применяют аустенитные нержавеющие стали?
Применяются в качестве конструкционного материала в различных отраслях промышленности: в криогенной технике, авио- /ракетостроении; судо-, машиностроении.
33. Цель ТО аустенитных коррозионно-стойких сталей.
Целью ТО явл. получение А-ой структуры, снятие внутренних напряжений и устранение склонности к МКК, которая возникает при сварке, горячей ОМД или других технологических операциях.
34. С какой целью А-ые стали легируют Ti и Nb?
Nb и Ti, находясь в А-те, снижают t-ру М-го превращения, а при выделении их в карбонитридных фазах происходит обеднение С и N, мартенситная точка повышается
35. Чем можно объяснить применение А-ых сталей в криогенной технике?
Т.к они имеют зничит-но более высокие значения предела текучести при Ткомн, их прим-ют в криогенном машиностроении при t-ах эксплуатации не ниже -196 °С. Эти стали имеют выс.ударную вязкость при Ткомн, и вплоть до t-ры жидкого водорода (-253 °С) в этих сталях сохраняется вязкий излом.
36. Отличие стабильных и метастабильных аустенитных сталей?
Для получения А-ой стр-ры необходимо содер-ие Ni>8,9%. Чем > Ni, тем стабильнее А-ая стр-ра. При наличии Ni 7,8% стр-ра колеблется, А-т нестабильный.
37. Какой аустенит называют метастабильным?