Раздел 5 Теплостойкие и жаропрочные стали и сплавы.

1. Что называют жаропрочностью? Критерии жаропрочности.

Жаропрочностью наз. способность сталей и сплавов выдерживать механические нагрузки при высоких t-ах в течение опр. времени. предел длит-ой прочности обознач-ся как напр-ие σ_τ^т, МПа с 2-мя числовыми индексами: верхний указ-ет t- ру испытания, °С, нижний – длит-ть испытания, ч. ПР: σ₁₀₀⁸⁰⁰. Оч.часто в кач-ве харак-ки жаропрочности пользуются временем до разрушения (ч) при опред-ых t-ре и напр-ии. Кратковременная прочность, то же самое что и длит-ая прочность, только время со знаком «-», в ч.ПР: σ_10-5⁸⁰⁰.

2. Назовите способы упрочнения аустенитных сталей.

По способу упрочнения делят на 3 гр: 1) однофазные, не упрочняемые ТО; 2) стали с К-ым упрочнением; 3) стали с интерметаллидным упрочнением.

3. Основной вид ТО для гомогенных аустенитных сталей.

ТО: закалка (аустенизация) 1050-1200С или аустенизация + стабилизирующий отпуск (700-750 С).

4. Назовите области использования аустенитных сталей.

Исп-ся в энергомашиностроении для изготовления труб паронагревателей и паропроводов, в авиационной и ракетно-космической технике.

5. Основные назначение легирования стали никелем.

Основная цель легир-ия Ni – создание в стали А-ой стр-ры, которая хар-ся наиб. жаропрочностью.

6. Влияние хрома на свойства аустенитной жаропрочной стали.

Cr (12% и более) необходим для создания высокой жаростойкости, на жаропрочность практически не влияет.

7. Области применения никелевых сплавов в качестве жаропрочных.

Сплавы на никелевой основе применяют для работы при t-ах 700-1100С. Их исп-ют в газовых турбинах двигателей самолетов, кораблей, энергетических установок, при изг-ии деталей ракетно-космической техники, в нефтехимическом оборудовании.

8. Легирование никелевых жаропрочных сплавов.

Для сплавов на основе никеля в качестве упрочнителей твердого раствора применяют молибден, ниобий, вольфрам. Основное упрочнение обеспечивает интерметаллидная γ'-фаза типа Ni₃ (А1, Ti, Nb). В некоторых жаропрочных сталях и сплавах отмечается также положительное влияние на жаропрочность выделений других интерметаллидных фаз: h-фазы типа Ni₃Ti, h-фазы типа Fe₇(Mo, W)_e и фаз Лавеса (FeMo₂, FeW₂).

9. Основные принципы легирования жаропрочных сплавов.

При подборе эл-ов для лег-ия необходимо учитывать следующее. В стали должен быть сильный карбонитридообразующий элемент (Ti, V, Nb), который, связывая практически весь С (N), образует, с одной стороны, дисперсные частицы, упрочняющие сталь, а с другой, позволяет таким элементам, как Mo, W, оставаться в тв. р-ре, упрочняя его и повышая t-ру рекрист-ии. При таком подборе эл-ов исп-ся все осн. пути ↑ жаропрочности стали. Для создания высокой окалиностойкости необходима добавка не менее 12% Cr , а А-ой стр-ры – 10% Ni. Возможна частичная замена Ni → Mn или Mn в сочетании с N.

10. Основные свойства никелевых жаропрочных сплавов

11. Какие фазы снижают жаростойкость, жаропрочность и стабильность сплавов на никелевой основе?

Топологические плотноупакованные фазы: σ-фазы, фазы Лавеса, μ-фазы. Выделение этих фаз из А-та резко охрупчивает сплавы, снижает их жаропрочность и стабильность.