Стабильные аустенитные стали 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Стабильные аустенитные стали



При высоких температурах эксплуатации, когда заметно возрастает роль структурного фактора, предпочтительным становится использование сталей со структурой стабильного аустенита. Это может содействовать повышению теплостойкости при сохранении достаточно высокого уровня прочностных свойств, а также позволяет получить немагнитные материалы.

Аустенитные стали парамагнитны, однако имеют низкие значения предела текучести (150…350 МПа), что затрудняет их использование в качестве материала высоконагруженных деталей и конструкций. Повышенные прочностные свойства достигаются на сталях аустенитного класса холодной или теплой пластической деформацией, упрочнением в результате дисперсионного твердения, упрочнением посредством фазового наклепа при последовательном проведении прямого и обратного мартенситных γ→α→γ превращений [6,17,18, 19].

Так, аустенитная сталь 50Г18Х4, из которой изготавливают бандажные кольца роторов электрогенераторов, применяется в состоянии после холодного или теплого наклепа. В наклепанном состоянии предел текучести этой стали повышается до 1100 МПа при сохранении высокого уровня пластических свойств (δ = 30 %, ψ = 50 %). Примерно такой же комплекс механических свойств достигается на стали 50Г18Х4, легированной ванадием, в результате выделения дисперсных карбидов VC в процессе старения при температуре 650 °С [6,20]. В работах [21,22] исследована аустенитная сталь 40Х4Г18Ф, содержащая 1,4 вес. % V, где установлено, что двухступенчатое старение оказывает существенное влияние на структуру и обеспечивает лучший комплекс механических свойств и благоприятное соотношение прочности и пластичности, тем самым является более эффективной упрочняющей обработкой, чем одинарное старение.

Один из путей повышения прочности немагнитных сталей состоит в использовании парамагнитного ε-мартенсита, образующегося в низкоуглеродистых сталях с 16-22 % Mn. Двухфазные (γ+ε) стали типа 05Г20 имеют после закалки более высокие прочностные свойства по сравнению с однофазными аустенитными сталями и могут найти применение в качестве конструкционного немагнитного материала [6]. Повышение прочностных свойств немагнитных сталей с ε-мартенситом может быть дополнено дисперсионным твердением за счет выделения избыточных фаз различного типа (карбидов, интерметаллидов) из пересыщенного γ-твердого раствора [20,23-25].

Среди стабильных аустенитных сталей хорошо известны сплавы на Fe-Cr-Ni основе (36НХТЮ, 36НХТЮМ, 03Х17Н40МТЮБР и др.) [26,27]. Эти стали имеют устойчивую γ-фазу и в них даже после сильной деформации или глубокого охлаждения не образуется мартенсит.

Для улучшения свойств сплава 36НХТЮ широко применяется термомеханическая обработка, заключающаяся в пластической деформации закаленного сплава с последующим старением, а также её различные варианты [27]. Как показано в работе [28], прочностные свойства сплава 36НХТЮ при комнатной и повышенных температурах могут быть увеличены за счет дополнительного легирования молибденом в количестве 5-8 % (36НХТЮМ5, 36НХТЮМ8).

Общим недостатком всех сплавов со стабильным аустенитом является их высокая стоимость и высокое содержание дефицитного никеля. Эти обстоятельства заставляют исследователей разрабатывать новые композиции сплавов для упругих элементов, обладающих высокими механическими свойствами, но содержащих меньшее количество дефицитных и дорогостоящих элементов.

Исследования, связанные с созданием стабильных аустенитных сталей, имеющих пониженную концентрацию никеля (не выше 10 %), выполнены В.Р. Баразом, С.В. Грачёвым и др. [29-32]. Результатом этих исследований явилась разработка деформационно-стареющей стали 13Х18Н10Г3С2М2, предназначенной для изготовления теплостойких и немагнитных упругих элементов из проволоки и ленты, а также производства ряда специальных медицинских инструментов (иглы для рефлексотерапии, спицы скелетного вытяжения и т.д.) [33]. Разработанная сталь превосходит сталь 12Х18Н10Т по сопротивлению усталостному разрушению примерно в 1,5 раза, а по величине предела выносливости – в два раза. Кроме того, сталь 13Х18Н10Г3С2М2 является устойчивой в хлоридсодержащих средах, характеризуется повышенным сопротивлением коррозии под напряжением [16].

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 747; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 100.26.140.179 (0.02 с.)