Стареющие стали—это сложнолегированные стали, например 45Х4Н14В2М, применяемая для клапанов моторов, деталей трубопроводов, сталь 40Х15Н7Г7Ф2МС—для лопаток газовых турбин.
Химический состав (%) некоторых жаропрочных сталей и сплавов
| Марка и класс стали | Элементы | Прочиеэлементы | ||||
| C | Cr | Ni | Mo | V | ||
| 15ХМПерлитный | 0,11-0,18 | 0,8-1,1 | — | 0,4-0,55 | — | — |
| 12Х1МФ | 0,08-0,15 | 0,9-1,2 | — | 0,25-0,35 | 0,15-0,3 | — |
| 15Х11МФМартенситный | 0,12-0,19 | 10-11,5 | — | 0,6-0,8 | 0,25-0,4 | — |
| 40Х9С2 | 0,35-0,45 | 8-10 | — | — | — | 2-3 Si |
| 20Х12ВНМФ | 0,17-0,23 | 10,5-12,5 | 0,5-0,9 | 0,5-0,7 | 0,15-0,3 | 0,5-0,9 Mn0,7-1,1 W |
| 09Х14Н16БАустенитный | 0,07-0,12 | 13-15 | 14-17 | — | — | 1-2 Mn0,9-1,3 Nb |
| 45Х14Р14В2М | 0,4-0,5 | 13-15 | 13-15 | 0,25-0,4 | — | 2-2,8% W |
| 40Х15Н7Г7Ф2МС | 0,38-0,47 | 14-16 | 6-8 | 0,65-0,95 | 1,5-1,9 | 0,9-1,4 Si6-8 Mn |
| ХН77ТЮРСплав | ≤0,07 | 19-22 | Осн. | — | — | 2,4-2,8 Ti0,6-1 Al≤0.01B |
| ХН55ВМТФКЮ | ≤0,12 | 9-12 | > | 4-6, | 0,2-0,8 | 1,4-2 Ti12-16 Co 4.5-6.5 W 3.6-4.5 Al≤0.02 B |
Детали из стареющих сталей подвергают закалке в воде, масле или на воздухе с температуры 1050-1200оС с последующим длительным (8-24ч) старением при температуре 600-800оС. При нагреве под закалку происходит растворение в твёрдом растворе (аустените) карбидов и других фаз, а после охлаждения получается однородный, пересыщенный твёрдый раствор (аустенит). При старении из пересыщенного твёрдого раствора (аустенита) выделяются высокодисперсные частицы карбидов и других фаз, упрочняющие сталь.
Жаростойкость сталей аустенитного класса 800-850оС.
Для работы при 800-1100оС применяют жаропрочные сплавы на никелевой основе, например ХН77ТЮР, ХН55ВМТФКЮ для лопаток турбин. Эти сплавы стареющие и подвергаются такой же термической обработке (закалке и старению), как и стареющие стали аустенитного класса. Жаростойкость сплавов на никелевой основе до 1200ºС.
Порядок выполнения работы
Ознакомились с целью, заданием и методическими указаниями к лабораторной работе. Установить нужное увеличение для стальных образцов. Пользуясь фотографиями микроструктур и схемами зарисовок проанализировать структурные составляющие легированных конструкционных сталей. Сделать их зарисовки.
Ответ должен содержать
1. Цель работы, задание.
2. Характеристику структур исследуемых сталей.
3. Зарисовки структур сталей.
4. Протокол с приложением структурных составляющих исследуемых образцов.
5. Выводы о работе.
Ответить на контрольные вопросы
1. Что называется легированной сталью?
2. Какие требования предъявляются к конструкционным сталям?
3. Перечислите стали которые входят в разряд конструкционных?
4. Где применяются хромистые стали?
5. Какие стали называют быстрорежущими? Определите область их применения.
6. Расшифруйте следующие марки сталей: ХН77ТЮР, ХН55ВМТФКЮ, 40Х9С2, 30ХГСА.