Читайте также:
|
|
К высокопрочным относятся стали, предел прочности которых достигает 1800-2000 и более МПа, но обязательно в сочетании определённого запаса вязкости (аК не должна быть менее 0,2 МДж/м2).
Указанным сочетанием свойств обладают: 1)среднеуглеродистые стали после термомеханической обработки либо комплексно-легированные среднеуглеродистые стали после закалки и низкого отпуска, 2) мартенситно-стареющие стали, 3) метастабильные аустенитные стали, получившие название ПНП и ПНД сталей.
Из числа среднеуглеродистых сталей, свойства которых повышаются только термообработкой (закалка с 9000С + отп. 2500С) можно отметить стали марок 30ХГСНА, 40ХГСН3ВА. Их свойства характеризуются для первой sв=1850 МПа, KCU=0,55 МДж/м2, для второй sв=2000 МПа, KCU=0,45 МДж/м2.
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 достигает 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.
Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 102 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Легированные конструкционные стали | | | Нержавеющие стали |