Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Жаропрочные сплавы на основе никеля и




Тугоплавких металлов.

 

Детали и установки, работающие при температурах выше 700°С, изготовляют из сплавов на основе никеля, кобальта и тугоплавких металлов.

Сплавы на основе никеля (содержащие более 55 % Ni) по жаропрочным свойствам превосходят лучшие жаропрочные стали. Их рабочие температуры составляют 800—1000°С. Примерно такими же, а иногда и несколько более высокими свойствами обладают сплавы на кобальтовой основе. Никелевые, а также кобальтовые сплавы имеют не только высокую жаропрочность, но и высокую жаростойкость.

 

Жаропрочные сплавы на основе никеля.

Никелевые сплавы используют в деформированном и литом состоянии. Преимущественно их применяют в деформированном виде. По структуре эти сплавы разделяют на гомогенные (нихромы, инконели) и гетерогенные (нимо-ники). Общим для всех сплавов на основе никеля является минимальное содержание углерода (0,06—0,12 %).

Нихромы. Это сплавы, основой которых является никель, а основным легирующим элементом — хром (ХН60Ю, ХН78Т).

Нихромы не обладают высокой жаропрочностью, но они очень жаростойки. Поэтому их применяют для ненагруженных деталей, работающих в окислительных средах, в том числе и для нагревательных элементов.

Нимоники. В состав этих сплавов, кроме хрома, добавляют титан, алюминий, молибден, вольфрам и т. д. При термической обработке они образуют с никелем (кобальтом, хромом) дисперсные интерметаллидные фазы типа (Ni, Со, Сг)3Тi, (Ni, Со, Сг)3А1, упрочняя нимоники. Состав некоторых дисперснотвердеющих сплавов приведен в табл. 14 (ГОСТ 5632—72). Типичная термическая обработка их—закалка с 1050—1100°С на воздухе, отпуск — старение при 600—800 °С, 12—16 ч.

Кобальтовые сплавы. Применяют редко вследствие большой дефицитности кобальта, хотя они по свойствам лучше сплавов на основе никеля. Сплав ЭИ416 содержит: 0,35—0,45 % С; 18—21 % Сг; 3,5—4,8 % Мо; 3,8— 5,8 % W. Сплав ЛК4 (виталлиум) содержит 0,20—0,35 % С; 25—30 % Сг; 1,5— 3,5 % Ni и 4,5—6,5 % Мо. Из этого сплава детали изготавливают прецизионными методами литья. Его применяют для лопаток соплового аппарата реактивных двигателей. Кобальтовые сплавы имеют высокую коррозионную стойкость и хорошее сопротивление истиранию.

 

Жаропрочные сплавы на основе тугоплавких металлов

К тугоплавким металлам относятся вольфрам, рений, тантал, молибден, ниобий. Некоторые их свойства приведены в табл. 15. Сплавы на основе этих металлов обладают максимальной жаропрочностью до 2500oС.

Таблица 14, Химический состав, %, диспервионнетвердеющих никелевых жаропрочных еплавев (нимоник)

Марка Сг Тi А1 Прочие элементы
ХН77ТЮ 19—22 2,3—2,7 0,55—0,95 <0,01 Се
ХН77ТЮР 19—22 2,4-2,8 0,60—1,00 <0,01 В
ХН70МВТЮБ *1 16-19 1,9—2,8 1,0-1.7 2,0—3,5 W; 0,01 В;0,02 Се
ХН55ВМТФКЮ *1 9—12 1,4-2,0 3,6—4,5 4,5—6,5 W,12— 16 Со; 0,02 В
Нимоник 90 18—21 2,0—2,8 0,8—1,2 15—21 Со
Нимоник 100 *2 10—12 1—2 4—6 18— 22 Со; 2,0 Fe

*1Содержит 4—6 % Мо

*2 Содержит 4,5—5.5% Мо.

Таблица 15. Свойства тугоплавких металлов

Металл tпл, оС tрекр, оС плотность г/см3 Металл tпл, оС tрекр, оС плоность г/см3
V ~1500 19,3 Мо 10,2
Ке 21,0 Nb 8,6
Та 16,2        

Молибден и его сплавы. Сплавы на основе молибдена применяют более часто по сравнению с другими тугоплавкими сплавами. В качестве легирующих добавок для повышения температур рекристаллизации в них вводят титан, цирконий, ниобий. Получены опытные сплавы с добавлением рения до 30— 50%.

Сплав ВМ1 содержит ≤0,25 % Zг; ~0,4 % Тi. Сплав ВМ2 легирован цирконием 0,2—0,4 %. Свойства этого сплава при различных температурах следующие:

t, оС —70
σв, МПа
δ, %

Обладая высокой жаропрочностью, молибден и его сплавы заметно окисляются, начиная с 450 °С. Поэтому необходима их защита от окисления. Основной способ защиты — силицирование. На поверхности сплавов образуется слой МоSi2 толщиной 0,03—0,04 мм. Этот слой полностью защищает сплав от окисления при 1100—1200 °С. При 1700 °С силицированные детали могут работать до 30 ч.

Вольфрам и его сплавы. Вольфрам — наиболее тугоплавкий металл. Его используют в качестве легирующего элемента в сталях и сплавах различного назначения:

· в композитных материалах (медь + волокно вольфрама, σв= 1500…2000 МПа; Е = 4000 ГПа),

· в электротехнике и электронике (нити накала, эмиттеры, нагреватели в вакуумных приборах и т. п.).

· эрозионные вставки в критические сечения сопел двигателей и т. д.

В качестве легирующих элементов к вольфраму добавляют 0,25—0,4 % Мо; 1,5—12 % Та; 3—35 % Rе. Сплавы вольфрама с рением сохраняют пластичность до —196°С.

Наибольшее повышение жаропрочности вольфрамовые сплавы приобретают при добавлении 1—2 % ТhО2|.

 

В табл. 16 приведены составы и свойства некоторых из них.

Наиболее простым по составу магнитномягким материалом является чистое железо. Чем меньшее количество примесей в нем содержится, тем выше магнитная проницаемость. Недостатком является низкое электросопротивление. Наклеп, увеличивая коэр­цитивную силу, снижает магнитную проницаемость. Поэтому железо и кремнистые стали всех марок используют в отожженном состоянии.

Материал Марка Химический состав *, % Магнитная прони­цаемость Гс/Э вз Тл А/м
началь­ная максималь­ная
Техниче- э     18,9
ски чистое ЭА  
железо ЭАА <0,1 С
Электроли- <0,\С 19,8 28,5
тическое            
железо            
Электро- Э31 \ <0,1С 17,1
техническая Э310 / 3,351 1 000 17,1 9,6
кремнистая сталь Э41 1 Э45 / <0,1С 4,3 §1, 300 600 6000 10000 17,1 —36 20
    0,1 С        
Пермендюр 50 Со, 1 100 21,42
    1,8У        
Низколеги- 45Н 45 N1 1 700— 16 000— 13,5 16—24
рованный        
пермаллой            
Высоколе- 79Н 78,5 N1 ^12 000 100 000 123,3
гированный 79НМ 79,5 N1, 14000— 60000— 6,7 1,6-4,8
пермаллой   3,8 Мо 120 000    
Алсифер 9,65!, 35 100 > 117 000 9,9 1,76
    5,4 А1        

Сплав вольфрама с 5—10 % Ее и 1—2 % ТЮ2 имеет а^800^ л; 150 МПа.

Как и сплавы молибдена, сплавы вольфрама не обладают жаростойкостью при температуре выше 500 °С. Пленки оксидов, образующиеся на поверхности этих сплавов, более чем в три раза превышают объем металлов, поэтому они ра­стрескиваются и отслаиваются.

 

16. СТАЛИ И СПЛАВЫ С ОСОБЫМИФИЗИЧЕСКИМИ


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 1577. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.028 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7