7. Назовите основные виды повреждений.

Трещины, закаты, плены, щели, раковины, включения,рванины, волосовины, расслоения и т.д.

8. Что представляет собой термическая усталость?

Термическая усталость – явление образования трещин в металле, на который действует циклически возникающее напряжение при периодически изменяющихся температурах.

Факторы, определяющие возникновение термических трещин:

1. Температура

2. Неблагоприятная конфигурация изделий

3. Различные коэффициенты линейного расширения структурных составляющих металла

Наиболее подвержены термической усталости входные и выходные кромки рабочих и сопловых лопаток турбин, камеры сгорания ГТУ, поверхности барабанов паровых котлов, поверхности нагрева ПТУ.

Сопротивление термической усталости (термостойкость) – способность металла выдерживать определенное число циклов изменения температуры без образования трещин.

Методы определения термической усталости:

1. С оценкой величины термических напряжений во время цикла.

2. Без оценки термических напряжений во время цикла

9.Проанализировать жаростойкость серого чугуна и пути ее повышения. Рассмотреть условия работы изделия из такого материала, определяя физические, химические и технологические свойства.

Жаростойкость – способность металлов и сплавов сопротивляться окислению и газовой коррозии при высоких температурах.

Серый чугун, в зависимости от марки, содержит, %: C 2,9-3,7; Si 1,2-2,6; Mn 0,5-1,1; P не более 0,2-0,3; S не более 0,12-0,15. Допускается легирование серого чугуна Cr, Ni, Cu, P и другими элементами.

1 На воздухе чугун марки СЧ сохраняет повышенную стойкость при температурах до 450—500 °С, а в атмосфере печных газов лишь до 350 °С, в атмосфере водяного пара не выше 300 °С.

2 При более высоких температурах следует применять специальные легированные чугуны. Наиболее часто для повышения жаростойкости используют легирование Si, Al и Cr (метод дополнительного легирования материала).

3 Влияние Si и Al на окалиностойкость и ростоустойчивость чугуна не однозначно. При небольших добавках этих элементов в обычный чугун с пластинчатым графитом рассматриваемые свойства ухудшаются. Даже незначительное количество Si в белых чугунах резко понижает их жаростойкость. Однако при достаточно высоком содержании Si и Al стойкость чугуна против окисления и роста резко повышается.

4 Благоприятные результаты действия высоких концентраций Si на окалииостойкость и ростоустойчивость связаны с получением стабильной структуры. Кремний, входя в твердый раствор увеличивает стойкость металлической основы против окисления.

5 Влияние Al на жаростойкость чугуна проявляется прежде всего путем образования им защитных оксидных пленок.

6 На уменьшение роста и окисления отливок хром влияет уже при небольших количествах (0,5—1,5%; рис. 1, а).

Вторым методом повышения жаростойкости является нанесение изолирующих покрытий.

Одним из способов уменьшения окисления материала является понижение температуры его поверхности за счет нанесения изолирующих покрытий. Покрытия не только уменьшают температуру рабочей поверхности, но и снижают величину термического удара и уменьшают пагубное воздействие на материал кокиля кислорода и других агрессивных газов.

Низкотемпературный отжиг. Чтобы снять внутренние напряжения и стабилизовать размеры чугунных отливок из серого чугуна, применяют низкотемпературный отжиг. Для этого отливки после полного затвердевания укладывают в холодную печь (или печь с температурой 100—200° С) и вместе с ней медленно, со скоростью 75—100° С в час нагревают до 500— 550° С, при этой температуре их выдерживают 2—5 часов и охлаждают до 200° С со скоростью 30—50° в час, а затем на воздухе.

Нормализация. Нормализации подвергают отливки простой формы и небольших сечений. Нормализация проводится при 850—900° С с выдержкой 1—3 часа и последующим охлаждением отливок на воз­духе. При таком нагреве часть углерода-графита растворяется в аустените; после охлаждения на воздухе металлическая основа получает структуру с более высокой твердостью и лучшей сопротивляемостью износу. Для серого чугуна нормализацию применяют сравнительно редко, более широко применяют закалку с отпуском.

Закалка. Повысить прочность серого чугуна можно его закалкой. Она производится с нагревом до 850—900° С и охлаждением в воде. Закалке можно подвергать как перлитные, так и ферритные чугуны. Эффективным методом повышения прочности и износоустойчивости серого чугуна является изотермическая закалка, которая производится аналогично закалке стали.

Отпуск. Чтобы снять закалочные напряжения, после закалки производят отпуск. Детали, предназначенные для работы на истирание, проходят низкий отпуск при температуре 200—250° С. Чугунные отливки, не работающие на истирание, подвергаются высокому отпуску при 500—600° С. При отпуске закаленных чугунов твердость понижается значительно меньше, чем при отпуске стали.