Oțel inoxidabil austenitic. Oțeluri și aliaje austenitice înalt aliate. Produse din oțeluri ausnitice
Oțelurile austenitice rezistente la căldură sunt utilizate pentru fabricarea supapelor de motor, a palelor turbinelor cu gaz și a altor părți „fierbinte” ale motoarelor cu reacție - în principal pentru funcționarea la 600-700 °C.
Toate oțelurile austenitice rezistente la căldură conțin cantități mari de crom și nichel, precum și aditivi ai altor elemente.
Oțelurile austenitice rezistente la căldură au o serie de proprietăți comune - rezistență ridicată la căldură și rezistență la scară, ductilitate ridicată, sudabilitate bună și un coeficient mare de dilatare liniară. Cu toate acestea, în comparație cu oțelurile perlitice și martensitice, acestea sunt mai puțin avansate din punct de vedere tehnologic: prelucrarea și tăierea acestor aliaje este dificilă; cusătura de sudură are o fragilitate crescută; Structura cu granulație grosieră obținută ca urmare a supraîncălzirii nu poate fi corectată prin tratament termic, deoarece în aceste oțeluri nu există recristalizare de fază. În intervalul 550-600 °C, aceste oțeluri devin adesea fragile din cauza precipitării diferitelor faze de-a lungul limitelor de cereale.
Oțelurile austenitice pot fi împărțite în două grupe:
1) nu sunt întărite prin tratament termic, adică nu sunt predispuse la întărirea prin dispersie (să le numim condiționat omogene, deși de fapt conțin faze a doua, dar în cantități care nu provoacă un efect puternic de îmbătrânire):
2) întărit prin tratament termic și folosit după călire + revenire. Întărirea se creează datorită precipitării fazelor de carbură, carbonitrură sau intermetalice. Capacitatea de îmbătrânire se datorează prezenței anumitor elemente (cu excepția cromului și nichelului) în cantități care depășesc limita de solubilitate.
Cromul și nichelul sunt principalele componente de aliere ale acestor oțeluri. Primul determină rezistența la scară, iar nichelul determină stabilitatea austenitei. Cu o lipsă de nichel, este posibilă formarea parțială a fazei α, ceea ce afectează rezistența la căldură.
Compoziția celor mai importante oțeluri austenitice termorezistente este dată în tabel. 67. Oțelurile din prima grupă (omogenă) sunt folosite ca rezistente la căldură și oțel inoxidabil, așa că vor fi descrise mai detaliat în capitolul următor, dar aici ne vom limita la date privind rezistența lor la scară și rezistența la căldură (vezi Tabelele 68, 69).
Expunerea prelungită la temperaturi de funcționare (500-700 °C) fragilizează oțelul datorită eliberării fazelor în exces de-a lungul limitelor de cereale (Fig. 336) și formării așa-numitei faze (sigmatizare), care este un compus intermetalic al tip Aceste transformări decurg foarte lent.
Oțelurile din a doua grupă, spre deosebire de prima, sunt instabile și predispuse la întărire din cauza descompunerii soluției solide (vâscozitatea scade).
Tratamentul termic al acestor oteluri consta in caire la 1050-1100°C in apa si revenire - imbatranire la 600-750°C. Această revenire - îmbătrânire determină o creștere a durității datorită
Tabelul 67. (vezi scanarea) Compoziția oțelurilor austenitice rezistente la căldură (GOST 5632-72), %
Orez. 336. Microstructură din oțel austenitic termorezistent, a - după călire; b - după învechire la 650 °C
întărirea prin dispersie: în timpul îmbătrânirii, fazele în exces sunt eliberate în principal de-a lungul limitelor boabelor (vezi Fig. 336).
Desigur, scopul unui astfel de tratament termic este de a crește rezistența la căldură; Oțelurile austenitice din a doua grupă au rezistență la căldură
mai mare decât oțelurile austenitice omogene, ceea ce se explică prin distribuția fină a fazei a doua, dar acesta este un avantaj doar pentru durate de viață scurte; pe o durată lungă de viață, faza de întărire în exces se coagulează, iar apoi aliajele omogene pot depăși aliajele de întărire prin precipitare ca rezistență la căldură.
Acest lucru poate fi văzut dintr-o comparație a datelor prezentate în tabel. 68 și 69.
Tabel 68. (vezi scanare) Proprietăți ale unor oțeluri austenitice (omogene)
Tabel 69. (vezi scanarea) Proprietăți rezistente la căldură ale unor oțeluri austenitice care se întăresc prin precipitare
Pe lângă aceste oțeluri de uz mai mult sau mai puțin general, există oțeluri austenitice termorezistente pentru aplicații mai înguste: pentru piese turnate cu rezistență mare la scară (piese de cuptor, de exemplu retorte), material de placare din tablă supus încălzirii etc.
Compozițiile unora dintre aceste aliaje speciale rezistente la căldură și la calcar, indicând rezistența lor la calcar, sunt date în tabel. 62.
Oțel aliat cu crom, nichel și mangan, care păstrează structura unei soluții γ-solide (austenită) atunci când este răcit de la temperaturi ridicate la temperatura camerei și mai jos. Spre deosebire de oțelul inoxidabil feritic, oțelul inoxidabil austenitic este nemagnetic, are duritate și rezistență moderată, limită de curgere scăzută și ductilitate ridicată. Sfinții (b și d) 50%). În raport cu oțelul inoxidabil austenitic, călirea este o operație termică. prelucrare care fixează structura austenitică. Când conținutul de nichel sau mangan din oțel este insuficient pentru formarea unei structuri complet austenitice, se obțin structuri intermediare: austenită + ferită, austenită + martensită etc. În oțel din sistemul Fe-Cr-Mn, datorită eficienței mai mici. a manganului în formarea structurii austenitei sunt mai dezvoltate austenita + ferită sau Austenita-4-martensita.
O creștere a conținutului de crom, introducerea de titan, niobiu, siliciu, tantal, aluminiu și molibden contribuie la formarea fazei de ferită. O creștere a conținutului de nichel și introducerea de azot, carbon și mangan, dimpotrivă, contribuie la extinderea intervalului de existență a austenitei și la o mai mare stabilitate a acesteia. Elementele de aliere în funcție de eficiența influenței lor formatoare de austenită sunt situate în următoarea ordine. secvențe (care indică coeficienți condiționali): carbon (30), azot (26), nichel (1), mangan (0,6-0,7), cupru (0,3). Elemente formatoare de ferită: aluminiu (12), vanadiu (11), titan (7,2-5), siliciu (5,2), niobiu (4,5), molibden (4,2), tantal (2,8), wolfram (2,1), crom (1). ).
Încălzirea prelungită a oțelului inoxidabil austenitic la 700-900° sau răcirea lentă de la temperaturi ridicate determină formarea unei faze de plumb intermetalic dur și fragil, care poate duce la o pierdere foarte puternică a vâscozității. Încălzirea oțelului peste 900° elimină acest fenomen, asigurând tranziția fazei a fragile într-o soluție solidă. Precipitarea fazei a se poate produce direct din austenită sau din ferită formată în urma transformării u-N.a.s., care are o fază 0 în structură, este mai predispus la fisurare ca urmare a modificărilor termice. Gradul de eficacitate al influenței elementelor de aliere asupra reducerii temperaturii de transformare martensitică crește ca urmare. comandă: siliciu (0,45), mangan (0,55), crom (0,68), nichel (1), carbon sau azot (27).
Eliberarea de carburi dintr-o soluție solidă (austenită) determină o modificare a concentrației elementelor de aliere în aceasta, ceea ce poate provoca o transformare structurală parțială și o modificare a magnetismului, în special în aliajele situate în apropierea graniței dintre regiunile y ~ și a-faze. Această transformare are loc predominant de-a lungul granițelor granulare, unde soluția solidă este cel mai sărăcită de carbon și crom, ceea ce face ca oțelul să fie predispus la coroziune intergranulară. Când este expus la medii agresive, un astfel de oțel se deteriorează rapid și, cu cât este mai puternic, cu atât este mai mare conținutul de carbon.
Oțel inoxidabil austenitic din grupa intermediară (00X18N10, 00X17G9AN4, 0X17N5G9BA) pentru scurt timp. încălzire timp de 5-30 minute. nu devine foarte predispus la coroziune intergranulară. Acest lucru permite sudarea să fie efectuată fără riscul de coroziune intergranulară în îmbinarea sudată și zona termică. influența dacă se realizează suficient de rapid.
Rezistența oțelului crom-nichel poate fi crescută semnificativ prin întărirea prin lucru în timpul laminarii la rece, tragerii și ștanțare. În acest caz, Bb poate ajunge la 120 kg pentru foaie și bandă, 0O.2 crește la 100-120 kg pentru plastic! proprietățile scad de la 50-60% la 10-18%. Cu toate acestea, această rezervă de plasticitate este suficientă pentru fabricarea pieselor. Pentru sarma creste la 180-260 kg!mm2. În comparație cu oțelul inoxidabil feritic și semiferitic
Oțeluri crom-nichel tip 18-8 (00Х18Н10, 0Х18Н10, Х18Н9, 2Х18Н9). În Ch. arr. ca fir de electrod pentru sudare. Cu cât conținutul de carbon al sârmei de sudură este mai mic, cu atât coroziunea este mai mare. durabilitatea sudurii. Oțelurile Kh18N9 și 2Kh18N9 au o tendință puternică de coroziune intergranulară chiar și pentru o perioadă scurtă de timp. încălzire în intervalul de temperaturi moderate, prin urmare, după sudare, piesele sunt supuse întăririi la o structură austenitică. În principal oțelurile X18N9 și 2X18N9 sunt utilizate în stare întărită la rece pentru fabricarea de piese de înaltă rezistență pentru avioane și automobile, conectate prin sudură electrică la puncte sau cu role.
Oțelul crom-mangan-nichel Kh14G14N cu un conținut de crom de 12-14% este predispus la coroziune intergranulară în timpul sudării și după încălzire în intervalul de temperatură periculos. Este utilizat pentru piese de echipamente care necesită ductilitate ridicată și proprietăți nemagnetice. Coroziune durabilitatea este apropiată de 12-14% oțeluri cromate. După întărire, este superioară ca rezistență față de oțelul tip 18-8. Sudat satisfăcător manual și automat. sudura cu role si puncte cu sarma de umplere din otel crom-nichel tip 18-8. Termic Tratamentul oțelului după sudare (cu excepția prelucrării la fața locului) este stabilit în funcție de conținutul de carbon prin metoda testelor de control ale probelor sudate pentru coroziune intergranulară în conformitate cu GOST 6032-58.
Oțelul 2Х13Г9Н4 este utilizat pentru fabricarea structurilor de înaltă rezistență, cap. arr. din profile laminate la rece. benzi. Rezistența și duritatea acestui oțel crește în timpul deformării la rece mai rapid decât cea a oțelului crom-nichel tip 18-8. Prin urmare, atunci când benzile de rulare la rece, nu trebuie permise grade mari de deformare pentru a evita pierderea excesivă a ductilității.
Acest oțel funcționează fiabil în condiții de frig adânc și este utilizat pe scară largă în industria alimentară. Menține un nivel mecanic ridicat Sf. până la 450°. Are o tendință de coroziune intercristalină, prin urmare servește ca Ch. arr. pentru fabricarea pieselor, a căror legătură se realizează prin sudură prin puncte sau cu role. Din același motiv, în timpul termic la prelucrarea benzilor laminate la rece, trebuie utilizate niveluri mai mari. rata de racire.
X oțeluri rom-mangan-nichel cu un continut de crom de 17-19% si adaos de azot (X17AG14 si X17G9AN4) au rezistenta mare la coroziune atmosferica si in medii oxidante. Pentru piesele fabricate prin sudare cu arc, argon-arc, gaz și hidrogen atomic, este necesar să se utilizeze oțel cu conținut scăzut de carbon (0,03-0,05%) și să se controleze strict procesul pentru a evita apariția unei tendințe de coroziune intergranulară în sudură. articulațiilor. Pentru piese fabricate utilizând sudarea în puncte sau cu role și piesele care sunt supuse șocului termic după sudare. prelucrare, precum și pentru piesele care funcționează în atm. condiții, se poate folosi oțel de acest tip cu un conținut mai mare de carbon.
Oțeluri crom-nichel tip 18-8 cu aditivi de titan sau niobiu (Х18Н9Т, Х18Н10Т, 0Х18Н10Т, 0Х18Н12Т, 0Х18Н12Б). Adăugările de titan sau niobiu reduc susceptibilitatea oțelului la coroziunea intergranulară. Titanul și niobiul formează carburi stabile, cum ar fi TiC și NbC, în timp ce cromul, care este util pentru creșterea rezistenței la coroziune, nu face parte din carburi și rămâne în soluție solidă. Titanul este introdus în oțel de 4-5,5 ori mai mult, iar niobiul de 8-10 ori mai mult decât carbonul. Când conținutul de titan sau niobiu în raport cu carbonul este la limita inferioară, oțelul nu este întotdeauna rezistent la coroziune intergranulară, mai ales în condițiile de viață lungă a pieselor la temperaturi moderate (500-800°). Acest lucru este cauzat de influența azotului, care este întotdeauna prezent în oțel, care leagă o parte din titan în nitruri, precum și de influența tratamentului termic. Supraîncălzirea oțelului în timpul termic prelucrarea (peste 1100°) sau sudarea este considerată dăunătoare, mai ales în cazurile în care raportul dintre titan și carbon este la limita inferioară conform formulei Ti ^5 (%G -0,02). În acest caz, oțelul 1Kh18N9T întărit la temperaturi peste 1150° devine predispus la coroziune intergranulară. În cazul normelor, regimurilor termice. prelucrare (călire de la 1050°) și pe perioade scurte. încălzire, este necesar ca raportul dintre titan sau niobiu și carbon să fie de cel puțin 5 și, respectiv, 10. Pentru durata și service-ul pieselor la 500-750°, este important ca aceste rapoarte să fie de cel puțin 7-10 pentru titan. și 12 pentru niobiu. Pentru a reduce susceptibilitatea oțelului la coroziunea intergranulară, este recomandabil să se reducă mult conținutul de carbon la 0,03-0,05%. Rezistența la coroziune a îmbinărilor sudate din oțel de acest tip depinde de conținutul de titan și carbon din bază. metal și sudură de sudură. Deoarece Titanul se arde foarte mult în timpul sudării, așa că pentru electrozi se folosesc electrozi speciali. acoperiri, care conțin titan sub formă de fero-titan pentru a compensa pierderea de titan în firul de umplere. Cel mai adesea, firul de umplutură este fabricat din oțel crom-nichel tip 18-8 fără titan, dar cu un conținut foarte scăzut (^0,06%) de carbon (oțeluri 0Х18Н9 și 00Х18Н10) sau electrozi din oțel tip 18-12 cu niobiu (0Х18Н12Б). ). În îmbinările sudate din oțel 1Х18Н9Т, care funcționează în medii care conțin azot, poate apărea coroziune de tip cuțit din cauza conținutului crescut de carbon (>0,06%) din oțel. Prin urmare, părțile echipamentelor pentru producerea acidului azotic sunt fabricate din oțel 0Х18Н10Т cu un conținut de carbon de 0,06%. În plus, un astfel de oțel are o rezistență generală mai mare la coroziune.
În metalul de sudură depus al unei îmbinări sudate între oțel și titan, care are o structură în două faze (y+a), o transformare -^a este posibilă în timpul încălzirii prelungite în intervalul de temperaturi moderate (650-800°), conferind o mare fragilitate sudurii. Pentru a restabili duritatea sudurii și pentru a crește coroziunea. Pentru durabilitate, se recomanda folosirea unei cura stabilizatoare la o temperatura de 850-900°. De asemenea, este foarte util pentru înlăturarea întăririi și eliminarea fisurilor prin coroziune sub tensiune în clorură de magneziu în fierbere și în alte medii care conțin ioni de clor.
Oțel crom-mangan-nichel cu aditiv de niobiu 0Kh17N5G9BA are o mai mare rezistență la coroziune intergranulară și la coroziune ridicată. rezistență în îmbinările sudate care funcționează în azot gazos. Oțelul nu are imunitate completă împotriva coroziunii intergranulare la expunerea prelungită la temperaturi periculoase, prezintă o tendință de coroziune intergranulară după încălzire prelungită la 500-750° (Fig. 7). La temperaturi ridicate are aproximativ aceleași proprietăți mecanice. Sfinții, că oțelurile crom-nichel de tipul 18-8.
Oțelul Kh14G14NZT are o mai mare rezistență și ductilitate ridicată, nu sunt predispuse la coroziune intergranulară și pot fi utilizate pentru fabricarea pieselor sudate fără tratament termic ulterior. prelucrare. Mecanic Proprietățile acestui oțel pot fi sporite prin laminare la rece. Încălzirea în intervalul de temperatură 500-700° nu modifică proprietățile mecanice. otel St. la temperatura camerei. Oțelul este produs sub formă de tije, table și benzi și poate fi sudat bine cu toate tipurile de sudare atunci când se utilizează sârmă de sudare din oțel tip 18-8 fără sau cu niobiu.
Oteluri crom-nichel-molibdenХ17Н13М2Т și X 17H 13M 3T sunt utilizate la fabricarea de echipamente pentru producția de arte, îngrășăminte, în industria de papetărie, în industria chimică. inginerie mecanică și industria de rafinare a petrolului. Oțelurile prezintă o rezistență ridicată la coroziune împotriva sulfului, fosforului la fierbere, acidului formic și acetic și oțelurilor cu conținut ridicat de molibden - în soluții fierbinți de var de albire. Oțelurile cu conținut ridicat de carbon (>0,07%) devin predispuse la coroziune intergranulară în timpul sudării și răcirii lente, precum și în condiții de încălzire prelungită în intervalul moderat: temperatură.
Oțelurile crom-nichel-molibden pot fi bine sudate folosind sârmă de umplutură cu aceeași compoziție ca materialul de sudare.
Oțel crom-nichel-molibden Datorită adăugării de molibden și a unui conținut ridicat de nichel, 0Х23Н28М2Т are o rezistență ridicată la coroziune în soluții diluate de acid sulfuric (până la 20%) la o temperatură care nu depășește 60 ° C, compuși de fluorură care conține acid fosforic și alte medii extrem de agresive. Este folosit în piese de mașini pentru producția de arte și îngrășăminte. După întărirea la austenită, oțelul are rezistență moderată și ductilitate ridicată, cu o bună sudabilitate. În ciuda conținutului de titan, oțelul devine predispus la coroziune intergranulară după o perioadă scurtă de timp. încălzire la 650°, dacă raportul dintre conținutul de titan și conținutul de carbon este mai mic de 7.
Proprietățile tehnologice ale oțelului inoxidabil austenitic sunt destul de satisfăcătoare; tratamentul sub presiune se efectuează la 1150-850°, iar pentru oțelurile cu cupru intervalul de lucru la cald este restrâns (1100-900°). Oțelul inoxidabil austenitic la temperaturi ridicate este mai puțin predispus la creșterea granulelor decât oțelurile martensitice și feritice. La temperatura camerei N.a.s. are un coeficient ridicat. dilatare liniară, crescând odată cu creșterea temperaturii de încălzire și coeficient redus. conductivitate termică. Cu toate acestea, la temperaturi ridicate diferența dintre a și q N.a.s. iar oțelul de calitate feritică scade. Prin urmare, încălzirea N.a.s. la mai jos Temperaturile trebuie efectuate lent și la temperaturi ridicate (peste 800°) - rapid.
Lit.: Khimushin F.F., Oţeluri inoxidabile, M., 1963; al său, „Oțel de calitate”, 1934, nr. 4; 1935, nr. 1;
XImushin F.F. și Kurova O.I., ibid., 1936, nr. 6 Khimushin F.F.2 Ratner S.I., Rudbakh Z. Ya., „Steel”, 1939, nr. 8; 40; Medovar B.I., Sudarea oțelurilor austenitice crom-nichel, ed. a II-a, Kiev - M., 1958; Metalurgia și tratarea termică a oțelului. Director, ed. a II-a, vol. 2, M., 1962;
Schaeffler
A.
L., «
Metal
Progr.", 1949,v. 56, nr. 5, r. 680;PostS. V., E, b e g 1 yW.
S., «
Trans.
Amer. Soc. Metale”, 1947, v. 39, p. 868; Simpozion privind natura, apariția și efectele fazei sigma, Phil., 1951 (ASTM. Special techn. publ, No. 110); Simpozion privind testele de evaluare a oţelurilor inoxidabile, , 1950 (ASTM. Ediţie specială tehnică, Nr. 93); Rosenberg S. J., D a r r J. H., „Trans. Amer. Soc. Metale”, 1949, v. 41, p. 1261; K r 1 v o b o k V. N., Linkoln R. A., ibid., 1937, v. 25, nr.
otelurile se impart in austenitic, austenitic-feritic, austenitic-martensitic
www..htm
Oțelurile și aliajele austenitice înalt aliate existente se disting prin conținutul principalelor elemente de aliere - crom și nichel și prin compoziția bazei aliajului. Oțelurile austenitice înalt aliate sunt considerate aliaje pe bază de fier aliate cu diferite elemente în cantități de până la 55%, în care conținutul principalelor elemente de aliere - crom și nichel - nu este de obicei mai mare de 15, respectiv 7%. Aliajele austenitice includ aliaje fier-nichel cu un conținut de fier și nichel de peste 65% cu un raport nichel/fier de 1:1,5 și aliaje de nichel cu un conținut de nichel de cel puțin 55%.
Otelurile si aliajele austenitice sunt clasificate
- conform sistemului de aliere,
- clasa structurala,
- proprietăți
- și scop oficial.
Oțelurile și aliajele înalt aliate sunt cele mai importante materiale, utilizate pe scară largă în industria chimică, petrolieră, inginerie energetică și alte industrii pentru fabricarea structurilor care funcționează într-o gamă largă de temperaturi. Datorită proprietăților lor mecanice ridicate la temperaturi sub zero, oțelurile și aliajele înalt aliate sunt utilizate în mai multe cazuri ca oțeluri rezistente la frig. Selectarea adecvată a elementelor de aliere determină proprietățile și scopul principal de serviciu al acestor oțeluri și aliaje (Tabelele 1 – 3).
O trăsătură caracteristică a oțelurilor rezistente la coroziune este conținutul scăzut de carbon (nu mai mult de 0,12%). Cu aliaje adecvate și tratament termic, oțelurile au rezistență ridicată la coroziune la 20°C și temperaturi ridicate atât în mediu gazos, cât și în soluții apoase de acizi, alcaline și medii metalice lichide.
Oțelurile și aliajele rezistente la căldură au proprietăți mecanice ridicate la temperaturi ridicate și capacitatea de a rezista la sarcini de încălzire pentru o perioadă lungă de timp. Pentru a conferi aceste proprietăți, oțelurile și aliajele sunt aliate cu elemente de întărire - molibden și wolfram (până la 7% fiecare). Un aditiv important de aliere introdus în unele oțeluri și aliaje este borul, care favorizează rafinarea cerealelor.
Oțelurile și aliajele rezistente la căldură sunt rezistente la distrugerea chimică a suprafeței în medii gazoase la temperaturi de până la 1100 – 1150°C. Acestea sunt de obicei utilizate pentru piese cu încărcare mică (elementele de încălzire, fitingurile pentru cuptor, sistemele de conducte de gaz etc.). Rezistenta mare la scara a acestor oteluri si aliaje se realizeaza prin aliarea cu aluminiu (pana la 2,5%) si siliciu, care contribuie la crearea de oxizi puternici si densi pe suprafata pieselor care protejeaza metalul de contactul cu mediul gazos.
După sistemul de aliere, oțelurile austenitice sunt împărțite în două tipuri principale: crom-nichel și crom-mangan. Există și oțeluri crom-nichel-molibden și crom-nichel-mangan.
In functie de structura de baza obtinuta prin racirea in aer se disting urmatoarele clase de oteluri austenitice: austenitic-martensitic, austenitic-feritic, austenitic.
Aliajele pe bază de fier-nichel (cu un conținut de nichel de peste 30%) și baze de nichel au structură stabilă austenitică și nu au transformări structurale atunci când sunt răcite în aer. În prezent, oțelurile și aliajele austenitice cu borură Kh15N15M2BR1 (EP380), Kh25N20S2R1 (EP532), KhN77SR1 (EP615) și austenitice cu conținut ridicat de crom KhN35VYu (EP568), KhN50 (EP668), care conțin structură principală de austenit sau nichel eV, sunt folosite și fazele tectice, respectiv.
După un tratament termic adecvat, oțelurile și aliajele înalt aliate au rezistență ridicată și proprietăți plastice (Tabelul 4). Spre deosebire de oțelurile carbon, aceste oțeluri dobândesc proprietăți plastice sporite atunci când sunt întărite. Structurile oțelurilor înalt aliate sunt variate și depind nu numai de compoziția lor, ci și de modurile de tratament termic, de gradul de deformare plastică și de alți factori.
Poziția regiunilor de fază pe diagramele de fază este determinată în principal sub formă de secțiuni pseudo-binare ale sistemelor fier-crom-nichel sau fier-crom-mangan (Fig. 1). Aliajele fier-crom-nichel imediat după solidificare au soluții solide de următoarele tipuri: α Și γ și regiune eterogenă a soluțiilor solide mixte α + γ . Stabilitatea austenitei este determinată de apropierea compoziției de limită α - Și γ -regiuni Instabilitatea se poate manifesta la incalzirea la temperaturi moderate si racirea ulterioara, cand structura austenitica fixata prin racire rapida se transforma partial in martensitica. O creștere a conținutului de nichel din aceste aliaje contribuie la scăderea temperaturii γ → α (M)-transformări (Fig. 2).
Orez. 1. Secțiuni verticale ale diagramelor de fază fier-crom-nichel (a) și fier-crom-mangan (b)
Orez. 2. Modificari ale temperaturii de transformare martensitica a aliajelor fier-crom-nichel in functie de aliere
Instabilitatea se manifestă în timpul deformării la rece, când oțelurile de tip 18-8, în funcție de gradul de deformare, își modifică proprietățile magnetice și mecanice (Fig. 3). În plus, instabilitatea oțelurilor austenitice poate fi cauzată de eliberarea de carburi din soluția solidă atunci când temperatura se schimbă, însoțită de o modificare a concentrației de carbon și crom. Acest lucru determină o perturbare a stării de echilibru și transformarea austenitei în ferită și martensită în principal de-a lungul limitelor de cereale, unde se observă cea mai mare epuizare de crom și carbon din soluția solidă.
Orez. 3. Modificarea proprietăților mecanice ale oțelului crom-nichel (18% Cr, 8% Ni, 0,17% C) în funcție de gradul de deformare la rece (compresie)
În sistemul ternar al aliajelor fier-crom-mangan, după solidificare, o serie continuă de soluții solide cu γ -reţele şi în timpul răcirii ulterioare, în funcţie de compoziţia aliajului, apar diverse transformări alotrope. Manganul este unul dintre elementele care se extind γ - zonă și, în acest sens, este similar cu nichelul. Cu concentrații suficiente de mangan (>15%) și crom (<15%) сталь может иметь однофазную аустенитную структуру. Сопоставление фазовых диаграмм систем железо – хром – никель и железо – хром – марганец при высоких температурах и 20°С показывает, что аустенитная фаза в системе с никелем имеет значигельно большую площадь.
În timpul cristalizării oțelurilor crom-nichel, cristalele de ferită crom-nichel, care are o rețea δ-fier, încep mai întâi să cadă din topitură (Fig. 4). Pe măsură ce se răcește, cristalele de δ-ferită formează austenită de crom-nichel, care are o rețea γ -fier, iar oțelul capătă o structură austenitică. Carbonul în oțelurile austenitic-feritice și austenitice la temperaturi peste linie S.E. este în soluție solidă și sub formă de faze interstițiale. Răcirea lentă a oțelului sub linie S.E. duce la eliberarea carbonului din soluția solidă sub formă de compus chimic - carburi de crom de tip Cr 23 C 6, situate în principal de-a lungul limitelor de granule. Răcire suplimentară sub linie S.K. favorizează precipitarea feritei secundare de-a lungul limitelor de cereale. Astfel, atunci când este răcit lent la 20°C, oțelul are o structură ustenitică cu carburi secundare și ferită.
Orez. 4. Diagrama de fază pseudo-binară în funcție de conținutul de carbon pentru aliajul 18% Cr, 8% Ni, 74% Fe
În timpul răcirii rapide (stingerii), descompunerea soluției solide nu are timp să apară, iar austenita este fixată într-o stare suprasaturată și instabilă.
Cantitatea de carburi de crom precipitate depinde nu numai de viteza de răcire, ci și de cantitatea de carbon din oțel. Când conținutul său este mai mic de 0,02 - 0,03%, adică sub limita solubilității sale în austenită, tot carbonul rămâne în soluție solidă. În unele compoziții de oțeluri austenitice, răcirea accelerată poate duce la fixarea δ-feritei primare în structură, prevenind fisurile la cald.
O modificare a conținutului de elemente de aliere din oțel afectează poziția regiunilor de fază. Cromul, titanul, niobiul, molibdenul, wolframul, siliciul, vanadiul, fiind feritizatori, contribuie la apariția unei componente feritice în structura de oțel. Nichelul, carbonul, manganul și azotul mențin structura austenitică. Cu toate acestea, principalele elemente de aliere din oțelurile luate în considerare sunt cromul și nichelul. În funcție de raportul lor, oțelurile sunt uneori împărțite în oțeluri cu o mică (%Ni/%Cr)≤1 și o mare (%Ni/%Cr)>1 rezervă austenitică.
În oțelurile austenitice crom-nichel aliate cu titan și niobiu se formează nu numai carburi de crom, ci și carburi de titan și niobiu. Când conținutul de titan Ti > [(%C–0,02)*5] sau niobiu Nb > (%C*10), tot carbonul liber (peste limita solubilității sale în austenită) poate fi eliberat sub formă de titan sau niobiu carburi, iar oțelul austenitic nu devine predispus la coroziune intergranulară. Precipitarea carburilor mărește rezistența și reduce proprietățile plastice ale oțelurilor. Această proprietate a carburilor este utilizată pentru călirea cu carburi a oțelurilor rezistente la căldură, realizată în combinație cu călirea intermetalice cu particule de Ni 3 Ti; Ni 3 (Al, Ti), Fe 2 W, (N, Fe) 2 Ti etc. Compușii intermetalici includ și faza σ, care se formează în oțelurile crom-nichel în timpul încălzirii prelungite sau răcirii lente la temperaturi sub 900 - 950°C. Are solubilitate limitată în α - Și γ -solutii solide si, fiind eliberate in principal de-a lungul limitelor de cereale, intareste aliajul si in acelasi timp reduce brusc proprietatile plastice si rezistenta la impact a metalului. Concentrațiile crescute de crom (16–25%) și elemente de feritizare (molibden, siliciu etc.) în oțel contribuie la formarea fazei σ la 700–850°C. Separarea acestei faze are loc predominant cu formarea unei faze intermediare de ferită ( γ →α→ σ ) sau transformarea δ-ferită (δ → σ ). Cu toate acestea, este, de asemenea, posibil să-l izolați direct dintr-o soluție solidă ( γ → σ ).
În oțelurile crom-mangan cu un conținut ridicat de crom și mangan se observă și precipitații în timpul răcirii lente. σ -faze. Carbonul din oțelurile crom-mangan și crom-mangan-nichel duce la întărirea prin dispersie a oțelurilor după un tratament termic adecvat, în special atunci când este combinat cu elemente care formează carburi (vanadiu, niobiu și wolfram).
Întărirea oțelurilor borurate austenitice are loc în principal datorită formării borurilor de fier, crom, niobiu, carbon, molibden și wolfram. În conformitate cu aceste procedee, oțelurile austenitice se împart, în funcție de tipul de călire, în călire carbură, borură și intermetalice. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, datorită conținutului unui număr mare de elemente de aliere diferite în oțeluri și aliaje, întărirea acestora se produce datorită influenței complexe a fazelor dispersate și a incluziunilor intermetalice.
Tabelul 1. Compoziția unor oțeluri și aliaje austenitice rezistente la coroziune, %
Tabelul 2. Compoziția unor oțeluri și aliaje austenitice rezistente la căldură, %
Tabelul 3. Compoziția unor oțeluri și aliaje austenitice rezistente la căldură, %
Tabel 4. Proprietăți mecanice tipice ale unor clase de oțeluri și aliaje austenitice și austenitic-feritice înalt aliate
E. G. NAZAROV, S. B. MASLENKOV
TSNIICHERMET
ISSN 0026-0819. „Știința metalelor și tratarea termică a metalelor”, nr. 3, 1970
Tratamentul termic afectează structura (dimensiunea granulelor, dimensiunea blocului, dimensiunea și cantitatea fazelor dispersate, natura distribuției lor) și, de asemenea, modelează starea granițelor și eliberarea direcționată a fazelor de întărire, ceea ce crește semnificativ proprietățile căldurii. materiale rezistente.
Tratamentul mecanic precede de obicei tratamentul termic, dar este adesea folosit după tratamentul termic, precum și înainte și după acesta.
Piesele și semifabricatele sunt supuse unui tratament termic înainte de exploatare, dar uneori (în întregime sau parțial) sunt prelucrate în timpul funcționării.
Oțelurile și aliajele austenitice cu întărire prin precipitare sunt supuse diferitelor tipuri de tratament termic: recoacere, călire, revenire (învechire sau călire prin precipitare) și revenire de detensionare.
În timpul prelucrării sau a altor operații, metalul devine fragilizat. Pentru a elimina fragilitatea și a reduce duritatea aliajelor, se utilizează recoacerea. La recoacere, aliajele sunt încălzite la temperaturi ridicate ~1000-1250 °C (în funcție de compoziția chimică a aliajului), menținute timp de 0,5 până la câteva ore (în funcție de masa piesei sau piesei de prelucrat) și răcite la cea mai mare viteză posibilă. . Pentru aliajele mai puțin aliate, este permisă răcirea în apă, dar pentru aliajele complexe puternic aliate, este de preferat răcirea în aer în ulei și alte medii de răcire blânde, deoarece răcirea în apă poate duce la fisuri termice.
Pentru a obține proprietăți de rezistență ridicată și rezistență la căldură, oțelurile și aliajele rezistente la căldură sunt supuse unei duble procesări constând în călire și îmbătrânire ulterioară.
Pentru aliajele luate în considerare, operația de călire diferă prin efectul său de călirea oțelurilor carbon și se realizează cu scopul de a dizolva carbura și fazele intermetalice într-o soluție solidă, adică. pentru a obţine o soluţie solidă omogenă cu duritate minimă. În SUA și Anglia, călirea oțelurilor carbon obișnuite se numește „călire”, adică dobândirea durității; întărirea aliajelor rezistente la căldură se numește „tratare cu soluție”, adică prelucrare într-o soluție (solidă).
Pentru toate oțelurile și aliajele rezistente la căldură cu întărire prin dispersie, temperatura de încălzire pentru călire este aproximativ aceeași cu temperatura de recoacere.
Prin menținerea la temperaturi ridicate, fazele în exces sunt dizolvate într-o soluție solidă și se obțin boabe de dimensiunea necesară. Granulația oțelurilor și aliajelor depinde de temperatura de încălzire și de timpul de menținere.
Adesea, după stingere, se recomandă să se efectueze o răcire mai rapidă pentru a preveni precipitarea fazelor în exces. Totuși, așa cum se va arăta mai jos, acest lucru este inutil, în special atunci când se prelucrează aliaje austenitice complexe, în care, chiar și cu o răcire relativ rapidă, are loc întărirea catatermică, adică eliberarea fazelor de întărire atunci când sunt răcite de la o temperatură ridicată. Acest proces depinde de tendința aliajelor de întărire prin dispersie, așa că este necesar să ne oprim asupra acestui fenomen important.
Călirea prin dispersie sau îmbătrânirea oțelurilor și aliajelor poate fi: anatermă, catatermă și izotermă. Îmbătrânirea diatermică are loc în procesul de încălzire a unui oțel sau aliaj la o temperatură în continuă creștere, îmbătrânirea catatermică are loc în procesul de răcire a unui oțel sau aliaj la o temperatură în continuă scădere. Îmbătrânirea izotermă are loc la o temperatură constantă
Există aliaje slab, moderate și puternic cu întărire prin dispersie. Nu există o distincție clară între ele, cu toate acestea, este ușor să se separe aceste grupuri de aliaje pe baza intensității proceselor de întărire prin dispersie. Conform acestui principiu, pentru prima dată în lucru, și mai târziu în lucru, aliajele de întărire prin dispersie au fost împărțite în trei grupe.
Oțeluri cu întărire prin precipitare iar aliajele sunt în general întărite eficient datorită întăririi în timpul îmbătrânirii catatermice. Aceste aliaje conțin 5-7% sau mai mult din faza de întărire. Îmbătrânirea suplimentară a acestor aliaje duce la o creștere mică sau aproape deloc a durității și rezistenței, de exemplu, aliaje precum: NH35VTYu (EI787), EI929, EI867, Yudimet 700, Nin-109, Nin-115 etc. Compoziția chimică a aliajele este prezentată în tabel. 3 și 4.
Aliaje cu întărire prin dispersie moderată sunt întărite în timpul catatermic și, într-o măsură mai mare, în timpul îmbătrânirii izoterme. Aceste aliaje KhN35VT (EI612), EI612K, KhN35VTR (EI725), EP164, A-286, Discaloy-24 conțin 2-5% din faza de întărire.
Aliaje slabe sau cu întărire în dispersie scăzută sunt întărite numai în timpul îmbătrânirii izoterme artificiale. Aceste oțeluri și aliaje nu sunt supuse îmbătrânirii catatermice și conțin o cantitate mică din faza de întărire (până la 2%). Acest grup include aliaje: EI813, Kh25N16G7AR (EI835), EI435, Nim-75, V-480S etc.
Astfel, nu este nevoie să se asigure răcirea rapidă a aliajelor după încălzirea la temperatură ridicată. Întărirea necesară a aliajelor uneia sau alteia grupe poate fi realizată ca urmare a îmbătrânirii naturale catatermale sau izoterme artificiale sau, în final, ca urmare a combinațiilor lor.
Dubla intarire. Pentru unele aliaje, în special cele care conțin o cantitate semnificativă din faza de întărire, cea mai bună combinație de proprietăți mecanice se obține după dubla călire (normalizare). Prima normalizare la temperatură ridicată (1170-1200 °C) asigură formarea unei soluții solide omogene și a boabelor relativ grosiere, care contribuie la cea mai mare rezistență la fluaj. A doua normalizare la temperatură scăzută (1000-1100 °C) conduce la precipitarea predominantă a carburilor de-a lungul limitelor de cereale și formarea unei faze de întărire cu dispersie variabilă. Precipitate mai mari în fază γ' se formează la răcirea de la 1050 °C în aer. Pentru multe aliaje - KhN70VMTYu (EI617), EI929, KhN35VTYu (EI787), seria "Nimonic" - după o dublă normalizare urmată de îmbătrânire, proprietățile rezistente la căldură și plastice cresc semnificativ.
Întărire prin dispersie (îmbătrânire). Pentru a obține proprietăți de rezistență ridicată, aproape toate aliajele rezistente la căldură sunt supuse întăririi prin dispersie (separarea fazelor dispersate dintr-o soluție solidă) înainte de utilizare. Compoziția și natura fazelor de întărire determină regimurile de temperatură de îmbătrânire pentru un aliaj dat.
Aliajele rezistente la căldură pe bază de nichel-crom, fier-nichel-crom și cobalt-nichel-crom conțin:
a) carburi primare (TiC, VC, TaC, ZrC, NbC etc.), având o temperatură de disociere foarte mare;
b) carburi secundare (M 23 C 6; M 6 C; M 7 C 3), eliberate din soluția solidă. Carbura M 23 C 6 este formată în aliaje cu 5% Cr sau mai mult;
c) principalele γ’-faze intermetalice de întărire (Ni 3 Ti, Ni 3 Al, Ni 3 Nb etc.). Datorită dispersiei fine a acestor faze și coerenței cu soluția solidă, aliajele în timpul formării lor capătă rezistență maximă la căldură.
Oțelurile și aliajele călite cu carbură sunt utilizate la temperaturi mai scăzute decât aliajele călite intermetalice. Carburele sunt mai puțin dispersate, mai predispuse la coagulare și distribuite mai puțin uniform în matricea aliajului decât fazele γ'. Cu toate acestea, pentru a obține o rezistență medie la căldură, este suficientă o întărire cu carbură. Fazele de carbură întăresc suplimentar aliajele care se întăresc ca urmare a precipitării fazei γ'.
Morfologia particulelor din fazele γ' și a carburilor depinde în mare măsură de tratamentul termic și de durata acestuia și reglează proprietățile aliajelor. Durata expunerii termice duce la mărirea dimensiunilor particulelor fazei γ’ și provoacă reacții care apar în principal la limitele de granule. Pentru a înțelege procesele care au loc în aliaje în timpul tratamentului termic și pentru a prezice proprietățile acestora în timpul serviciului pe termen lung, este foarte important să se cunoască compoziția exactă a fazei γ' la orice temperatură și diferiți timpi de menținere la această temperatură, precum și compoziția chimică a soluției solide a matricei. Ratele de transformare ale fazelor de carbură și intermetalice și reacțiile acestora pot fi evaluate suplimentar folosind date din cinetica modificărilor durității, proprietăților fizice și mecanice. În cele mai comune aliaje pe bază de nichel, rezistente la căldură, care conțin crom și cobalt, aliate cu aluminiu, titan și molibden, reacțiile de transformare pot fi exprimate ca o ecuație: DOMNIȘOARĂ+γ→ M 6 S+γ+γ’+ DOMNIȘOARĂ, Unde M elemente: Cr, Ti, Ta și altele; M'- aceleași elemente care formează carbură ca în M. Aproximativ jumătate din cantitatea de carbon, conform lucrării, rămâne în carburi DOMNIȘOARĂ, pe care o numim în mod convențional DOMNIȘOARĂ; faza γ’ (Ni 3 M) - un compus din exces de titan și aluminiu într-o soluție γ solidă cu nichel.
Carburi M 6 S se formează la 980-1150 °C, în timp ce reacția carburilor DOMNIȘOARĂ→M 23 S 6 apare la 760-980 °C. S-a stabilit că, dacă aliajul conține molibden și wolfram în cantitate de >6%, atunci carburile vor fi eliberate în principal sub formă M 23 S 6, cu toate acestea, se indică faptul că această prevedere pare să fie incorect fundamentată. Acest lucru depinde în mod evident de conținutul de carbon.
Studiile efectuate pe aliajul V-1900 au stabilit reacțiile care apar în acesta după tratamentul termic (1080 °C 4 h, aer+899 °C 10 h, aer) și în timpul îmbătrânirii pe termen lung până la 2400 h la 980 °C. Ele sunt exprimate prin ecuația:
DOMNIȘOARĂ + γ + γ’ → M 6 S+ γ + rest γ’.
Carburi DOMNIȘOARĂ (A= 4,37 Å) sunt bogate în titan și tantal și carburi M 6 S (A= 11,05 Å) sunt bogate în molibden, nichel și cobalt. Carburi M 6 S se observă sub două forme: globular şi lamelar. În timp, globulele și plăcile de carburi devin mai mari. Precipitatele de fază γ' sunt inițial globuloase, apoi faza γ' apare sub formă de plăci în timp, la temperaturi ridicate, acestea cresc, se aglomerează și se alungesc. În același timp, precipitatele în fază γ’ înconjoară toate carburile și granițele sub formă de înveliș. Aplicarea tensiunii accelerează semnificativ procesul de tranziție a carburilor DOMNIȘOARĂîn carburi M 6 Sși modificări intermetalice. În aliajele cu conținut mai mare de crom, se formează în principal carburi M 23 S 6.
Vitezele de reacție ale transformării de fază γ' sunt mai mari atunci când solicitările sunt aplicate în timpul expunerii la căldură decât atunci când solicitările sunt obținute anterior. Tensiunile conduc la procese selective de precipitare și transformări și contribuie la îngroșarea limitelor de cereale, determinând alungirea și coalescența fazelor de întărire, așa cum sa arătat în lucrări. Îngroșarea granulelor ajută la accelerarea reacțiilor de transformări ale fazelor de carbură și intermetalice care apar în zonele limită. De exemplu, apariția unei faze lamelare la temperatură înaltă în aliaje este detectată mult mai devreme în aliajele cu granulație grosieră.
Lucrarea a stabilit formarea unei faze intermetalice Ni 2 -Al, Ti în aliajul 15 Cr-25 Ni-3 Al-2,5 Ti, împreună cu faza γ’ Ni 3 (Al, Ti). Faza Ni 2 Al, Ti se formează în timpul îmbătrânirii la 700 °C și are formă de plăci, a căror dimensiune crește odată cu timpul de îmbătrânire. Această fază este eliberată în principal în zonele libere de faza γ’, precum și de-a lungul limitelor de cereale. Este incoerent cu soluția solidă, astfel încât microgoalurile înainte de distrugerea aliajului se formează în principal în apropierea precipitatelor sale.
faze de Laves(AB 2) - intareste usor aliajele datorita incoerentei lor cu solutia solida si instabilitatii termice. Dar în prezența unei faze γ’ în structură, fazele Laves fac posibilă, datorită duratei inerente a perioadei de incubație a precipitațiilor, prelungirea duratei de viață a aliajelor la temperaturi nu mai mari de 750 °C.
faze de boruri- tip M 3 LA 2, M 3ÎN, M 5 Cele 5 aliaje diferite de bor au compoziții chimice complexe. De exemplu, în această lucrare, astfel de faze corespund compusului (Mo 0,5 Cr 0,25 Ti 0,15 Ni 0,10) 3 B 2
În funcție de prezența anumitor faze și de starea aliajului (turnat, deformat), se prescriu moduri de întărire prin dispersie. Temperatura de îmbătrânire nu trebuie să provoace dizolvarea fazelor de întărire și coagularea sau coalescența. Deși în unele cazuri, pentru a obține proprietățile dorite, este necesar să se aplice în mod deliberat temperaturi ridicate, determinând coagularea particulelor și eliberarea lor într-o formă mai puțin dispersată. În mod obișnuit, îmbătrânirea aliajelor cu călire cu carbură se realizează la 600-800 °C, cu călire intermetală la 700-1000 °C, în funcție de numărul și compoziția fazelor în exces. Odată cu creșterea cantității fazei de întărire (suma titanului și aluminiului) din aliaje, crește și temperatura de îmbătrânire (vezi Fig. 1). Aliajele care conțin mai mult de 8% (Ti+Al) sunt încălzite doar la 1050-1200 °C și răcite în aer. Ca urmare a îmbătrânirii catatermice, astfel de aliaje capătă o întărire maximă (de exemplu, aliajele ZhS6-K și EI857). Aliajele Rene 100 și IN-100 cu 9-10,5% (Ti+Al) sunt învechite la ~1000 °C, dar aceasta este în esență o a doua întărire, nu îmbătrânire. Aparent, pentru astfel de aliaje, această îmbătrânire la temperatură ridicată este inutilă, ele sunt și mai susceptibile la îmbătrânirea catatermică, iar pentru ele răcirea în aer de la temperaturile de normalizare este destul de suficientă, așa cum, de exemplu, se arată în figura pentru aliajul IN-100;
Fig.1.
Modurile de îmbătrânire pot fi modificate în funcție de proprietățile necesare ale aliajului. Există regimuri de îmbătrânire în trepte - duble și mai complexe, dar nu sunt foarte practice. Pentru durata de viață pe termen scurt și în special pentru durata de viață pe termen lung, utilizarea modurilor de îmbătrânire în mai multe etape este complet nejustificată, deoarece structurile rezultate în procesul de tratamente termice complexe se schimbă inevitabil în condiții de funcționare pe termen lung, în condițiile influența temperaturii și a sarcinii. Procesele de îmbătrânire în aliaje continuă să aibă loc indiferent de starea structurală inițială. Particulele fazei de întărire coagulează, coalesc, iar particulele instabile se dizolvă în soluția solidă, apar eliberări repetate și repetate de noi particule mai echilibrate (în această etapă), aceste procese au loc simultan. În funcție de condițiile de temperatură, poate predomina unul sau altul. După expunere (de obicei de la 4 la 16 h) la temperaturi de imbatranire, aliajele sunt racite in aer.
Regimurile tipice de tratament termic pentru aliajele străine sunt prezentate în tabel. 1. iar pentru cele casnice – în tabel. 2. Compoziţiile chimice ale acestor aliaje sunt date în tabel. 3 și 4. Trebuie remarcat faptul că nu folosim aproape niciodată recoacere pentru aceste aliaje, iar recoacerea de la călire (normalizare) diferă foarte puțin (vezi Tabelul 1).
tabelul 1
| Aliaj | Recoacerea | Tratament cu soluție solidă | Îmbătrânire intermediară | Învechire finală | ||||
| Temperatura în °C | Timp în h | Temperatura în °C | Timp în h | Temperatura în °C | Timp în h | Temperatura în °C | Timp în h | |
| Inconel-600 | 1038 | 1/4..1/2 | 1120 | 2 | — | — | — | — |
| Inconel-625 | 925..1038 | 1 | 1090..1200 | 1 | — | — | — | — |
| Inconel-700 | 1200 | 2 | 1180 | 2 | — | — | 870 | 4 |
| Inconel-718 | 955 | 1 | 955 | 1 | 732 | 8 | 720 | 8 |
| Inconel X-750 | 1038..1090 | 1/2..3/4 | 1150 | 2 | 845 | 24 | 700 | 20 |
| Nim-80A | 1080 | 2 | 1080 | 2 | — | — | 700 | 16 |
| Nim-90 | 1080 | 2 | 1080 | 2 | — | — | 700 | 16 |
| Rene-41 | 1080 | 2 | 1080 | 2 | — | — | 760 | 16 |
| Udimet-500 | 1080 | 4 | 1080 | 4 | 845 | 24 | 760 | 16 |
| Udimet-700* | 1138 | 4 | 1120..1175 | 4 | 870+ | 8 | 650+ | 24 |
| — | — | — | — | +985 | 4 | +760 | 8 | |
| Waspaloy | 1010 | 4 | 1080 | 4 | 845 | 24 | 760 | 16 |
| Inconel-713* | — | — | 1150..1175 | 2 | — | — | 930..995 | 4..16 |
| Inconel-713C* | — | — | 1150..1175 | 2 | — | — | 930..995 | 4..16 |
| IN-100* | — | — | 1150..1175 | 2 | — | — | 930..995 | 4..16 |
| * Aliaje turnate | ||||||||
masa 2
| Aliaj | 1-a întărire | a 2-a întărire | Învechire finală | |||
| Temperatura în °C | Timp în h | Temperatura în °C | Timp în h | Temperatura în °C | Timp în h | |
| EI435 | 980..1020 | 0,5 | — | — | — | — |
| ХН77TYUR | 1080 | 8 | — | — | 700..750 | 16 |
| ХН70ВМТУ | 1200 | 2 | 1050 | 4 | 800 | 16 |
| ХН35ВТУ | 1180 | 2,5 | 1050 | 4 | 750..800 | 16 |
| EI445R | 1200 | 4..6 | — | — | 850 | 15..20 |
| EI893 | 1160 | 2 | — | — | 800 | 12 |
| EI929 | 1220 | 2 | 1050 | 4 | 850 | 8 |
| EI867 | 1220 | 4..10 | — | — | 950 | 8 |
| EN867* | 1180 | 6 | 1000 | 8 | 850 | 16 |
| EI661 | 1200 | 10..15 | 950..1050 | 5..8 | — | — |
| ZhS6K | 1200 | 4 | — | — | — | — |
| * Imbatranire intermediara la 900 °C 8 h. | ||||||
Tabelul 3
| Calitatea aliajului | Conținutul de elemente în % | ||||||||
| C | Cr | Co | Lu | Nb | Ti | Al | Fe | Alte elemente | |
| Inconel-600 | 0,04 | 15 | — | — | — | — | — | 7 | — |
| Inconel-700 | 0,12 | 15 | 30 | 3 | — | 2,2 | 3,2 | 1 | — |
| Inconel-718 | 0,04 | 19 | — | 3 | 5 | 0,8 | 0,6 | 18 | — |
| Inconel X-750 | 0,04 | 15 | — | — | 1 | 2,5 | 0,9 | 7 | — |
| Nim-80A | 0,08 | 20 | 1 | — | — | 2,3 | 1,3 | 3 | — |
| Nim-90 | 0,08 | 20 | 18 | — | — | 2,5 | 1,5 | 3 | — |
| Rene-41 | 0,08 | 19 | 11 | 10 | — | 3 | 1,5 | 2 | 0,005B |
| Udimet-500 | 0,08 | 18 | 18 | 4 | — | 3 | 2,9 | 0,5 | 0,004 B |
| Udimet-520 | 0,05 | 19 | 12 | 6 | — | 3 | 2 | 0,5 | 0,005 V; 1 W |
| Udimet-700 | 0,15 | 15 | 19 | 5 | — | 3,5 | 4,5 | 0,5 | 0,05B |
| Waspaloy | 0,10 | 20 | 14 | 4 | — | 3 | 1,3 | 0,75 | 0,004 B; 0,06 Zr |
| Inconel-713 | 0,12 | 13 | — | 4,5 | 2 | 0,6 | 6 | 0,5 | — |
| Inconel-713 C | 0,06 | 12 | 1,5 | 4,5 | 2 | 0,6 | 6 | 0,3 | — |
| IN-100 | 0,15 | 10 | 14 | 3 | — | 5 | 5,5 | — | 0,015 V; 0,06 Zr; 1,0 V |
| B-1900 | 0,10 | 8 | 10 | 6 | — | 1,0 | 6 | — | 0,015 V; 0,08 Zr; 4,5 Ta |
Tabelul 4
| Calitatea aliajului |
|
|||||||||
| C | Cr | Co | Lu | W | Ti | Al | Fe | B | Alte elemente | |
| EI435 | 0,10 | 20 | — | — | — | 0,30 | 0,10 | 1 | — | — |
| ХН77TYUR | 0,05 | 20 | — | — | — | 2,5 | 0,8 | 1 | 0,01 | 0,10 Ce |
| ХН70ВМТУ | 0,10 | 15 | — | 3 | 6 | 2,1 | 2,1 | până la 5 | 0,02 | 0,02 Ce; 0,3V |
| ХН35ВТУ | 0,05 | 15 | — | — | 3 | 3 | 1,2 | ~40 | 0,03 | 0,02 Ce |
| EI445R | 0,05 | 18 | — | 4,5 | 4,5 | 2,5 | 1,2 | 1 | 0,01 | 0,02 Ce |
| EI893 | 0,05 | 15 | — | 5 | 10 | 1,4 | 1,4 | 1 | 0,01 | 0,02 Ce |
| EI929 | 0,06 | 10,5 | 15 | 5 | 6 | 1,7 | 4 | — | — | 0,1 Ba; 0,5 V |
| EI867 | 0,06 | 9,5 | 5 | 10 | 5 | — | 4,5 | — | 0,02 | — |
| ZhS6-K | 0,15 | 11,5 | 4,5 | 4 | 5 | 2,8 | 5,5 | 1 | 0,02 | — |
Temperatura de întărire în străinătate este mai scăzută, iar timpul de menținere este mult mai scurt (de aproape 2 ori) decât temperatura de întărire folosită în URSS. Drept urmare, aliajele străine sunt cu granulație mai fină decât cele folosite la noi. A doua călire nu este folosită în străinătate, în timp ce la noi este folosită cu succes pentru multe aliaje.
Date în tabel. 1 și 2 moduri tipice de tratament termic pot fi modificate în funcție de cerințe. Se știe că aliajele cu granule grosiere, obținute prin încălzire la temperaturi ridicate, au rezistență la fluaj mai mare decât cele cu granulație fină. Aliajele cu granulație grosieră (2-3 puncte) au și o rezistență semnificativ mai mare pe termen lung la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, în cazul temperaturilor moderat ridicate (600-700 °C), aliajele cu granulație medie de 4-5 puncte au o rezistență la căldură mai mare. Structura cu granulație fină, datorită energiei de suprafață mai mare a limitelor de cereale ramificate, este mai instabilă, mai ales la temperaturi ridicate de funcționare, de aceea granulația aliajelor rezistente la căldură, în special a celor destinate utilizării pe termen lung, trebuie să corespundă cu 3. -4 puncte pe scara standard. Această mărime a granulelor este obișnuită după încălzire la 1100-1120 °C și pentru aliajele complexe la 1150-1170 °C.
În străinătate, majoritatea aliajelor industriale sunt încălzite la aceste temperaturi.
Pentru a obține proprietăți de rezistență ridicată la temperaturi camere și scăzute (~550 °C), normalizarea trebuie efectuată la 950-1050 °C și îmbătrânirea la temperaturi mai scăzute, drept urmare aliajele sunt cu granulație fină (punctul 5-6 ), întărită de fazele '-precipitate γ fin dispersate.
Astfel, alegerea modului de tratament termic este determinată de proprietățile mecanice necesare. Atunci când se utilizează aliaje cu întărire prin dispersie pentru funcționarea la temperaturi care depășesc intervalul de temperatură de întărire prin dispersie (de exemplu, la 900-950 °C), acestea sunt supuse unei singure normalizări. Când sunt încălzite la temperaturi de funcționare, în timpul procesului de încălzire (îmbătrânire anatermică) are loc o întărire intensivă a aliajelor, acestea primesc o întărire maximă în zona de temperatură de funcționare și pot rezista cu succes la sarcini pentru un anumit timp. Totuși, aceleași aliaje, preînvechite, au o rezistență mai mică la temperaturi și sarcini și, prin urmare, sunt mai puțin eficiente. Aliajele cu întărire prin dispersie slabă (EI813, EI435, Inconel-600 etc.) nu sunt supuse îmbătrânirii, deoarece întărirea lor prin dispersie are un efect redus și are loc în timpul funcționării. Pentru a asigura stabilitatea pe termen lung a aliajelor, este necesar un conținut moderat de faze de întărire în structura lor (adică, utilizarea aliajelor cu întărire prin dispersie moderată). Este foarte important să se obțină o separare uniformă și maximă a fazelor intermetalice și de carbură fin dispersate, care a fost asigurată de moduri de prelucrare în trepte. Regimurile de îmbătrânire în trepte, deși conduc la o pierdere a proprietăților de rezistență, măresc semnificativ proprietățile plastice și reduc tendința aliajelor la fragilitate termică. Cu toate acestea, experimentele ulterioare au arătat inadecvarea acestei metode. Astfel, pe aliajul cu întărire prin dispersie KhN35VTYu (EI787), au fost testate regimuri complexe de tratament termic simultan cu cel mai simplu regim, constând dintr-o singură îmbătrânire la 750 °C. Tendința la fragilitate termică a fost evaluată la expuneri de până la 10.000-20.000 h iar temperatura 700 °C. Rezultatele (Tabelul 5) arată că, indiferent de complexitatea regimului de tratament termic preliminar, aliajul devine fragilizat. Creșterea numărului de etape de revenire sau a duratei de menținere afectează doar valorile inițiale ale rezistenței la impact. În timpul procesului de îmbătrânire scade, și într-o măsură mai mică după tratamentul termic constând numai în îmbătrânire.
După cum sa indicat anterior, procesele de separare prin dispersie, coalescență și dizolvare a particulelor instabile termodinamic din a doua fază au loc continuu. Aceste procese au loc regenerativ, ciclu după ciclu se repetă, prin urmare, indiferent cât de mult este pre-îmbătrânit aliajul și regimurile de tratament termic sunt complicate, acesta își va schimba proprietățile în timpul expunerii pe termen lung la căldură și va deveni fragil ca urmare a constantă. eliberarea de particule din faza de întărire și modificări ale stării structurale.
Ar trebui să ne concentrăm pe modul original și simplu de tratare termică a aliajelor deformate la cald sau la rece cu întărire prin dispersie, care constă într-o singură îmbătrânire (fără preîntărire).
Acest mod vă permite să obțineți cele mai bune proprietăți de rezistență și ductilitate într-o gamă largă de temperaturi, precum și cea mai mare rezistență la căldură și rezistență la oboseală la temperaturi de până la 750 ° C. În plus, acest mod oferă o rezistență mai bună la fragilizarea termică și insensibilitate la tăieturi. Un regim de prelucrare constând numai în îmbătrânire a fost testat pe unele aliaje și a fost introdus cu succes în producție. Nu există încă informații despre utilizarea unor astfel de regimuri în străinătate.
O altă condiție importantă pentru asigurarea stabilității pe termen lung a aliajelor este realizarea unei stabilități termice ridicate a fazelor de întărire. Acest lucru se realizează prin complicarea compoziției fazelor de întărire, prin introducerea în aliaj a unor elemente care sunt parțial incluse în compoziția fazei γ’ de întărire. Cele mai eficiente faze de întărire γ - Ni 3 Al și Ni 3 Ti și combinația lor - Ni 3 (A1, Ti) pot fi complicate de: niobiu, tantal, staniu, siliciu, magneziu, beriliu, ruteniu, molibden și alte elemente care oferă întărirea prin dispersie a aliajelor de nichel. Dintre acestea, elementele cu un diametru atomic ceva mai mare, cum ar fi staniul, prezintă un interes deosebit.
Diametrele atomice ale unor elemente care formează faze de tip γ’ cu nichel sunt următoarele:
Eliberarea stresului. Călirea este adesea folosită pentru a reduce stresul și pentru a stabiliza dimensiunile pieselor. Tensiunile interne pot apărea ca urmare a prelucrării, sudării sau în timpul funcționării. Produsele finite din aliaje rezistente la căldură sunt călite la 400-700 °C cu expunere în funcție de dimensiunile produsului; după vacanță, răcire lentă. La temperaturi mai ridicate de revenire, încep să apară procese de îmbătrânire, iar pentru multe aliaje revenirea poate fi combinată cu îmbătrânirea convențională, prin urmare, ca tratament final înainte de operare, este recomandabil să se efectueze îmbătrânirea, care să permită eliminarea completă a tensiunilor interne.
Cercetare nouă. A fost eliberat un brevet în SUA pentru o metodă de creștere a durității, caracteristicilor de rezistență, rezistenței la fluaj și rezistenței la căldură a aliajelor austenitice rezistente la căldură pe nichel, nichel-cobalt și alte baze (Brevet SUA nr. 3329535 din 4 iulie 1967) . Această metodă constă în prelucrarea soluției cu răcire cu aer sub aplicarea unei presiuni hidrostatice ridicate (10.000-50.000 ATM), care reduce considerabil solubilitatea carbonului în soluție solidă (ținând sub presiune 1-10 min). Ca urmare a presiunii ridicate, atomii de carbon sau carburile sunt „storsi” din matrice în precipitate coerente și sunt aranjate sub forma unei rețele, în timp ce particulele de faze coerente nu cad, ca de obicei, de-a lungul granițelor granulelor. Odată cu îmbătrânirea ulterioară (650-980 °C), carburile precipită în jurul formațiunilor celulare distribuite uniform ale soluției solide.
De interes sunt studiile efectuate în SUA asupra aliajului Inconel-718. Întărirea acestui aliaj se realizează prin precipitarea fazei γ' pe bază de Ni 3 Nb, a cărei compoziție corespunde compusului Ni 3 (Nb 0,8 Ti 0,2), . Aliajul Incone1-718 se întărește lent prin dispersie și, ca urmare, este de înaltă tehnologie și bine sudabil. Este potrivit pentru funcționare până la 760 °C. Rezistența sa ridicată (σ 0,2 până la 120-145 kg/mm2) combinate cu o bună rezistență la coroziune. De remarcat este temperatura scăzută de normalizare de 955 °C (vezi Tabelul 1), care oferă valori ridicate de rezistență. Influența niobiului asupra proprietăților acestui aliaj este benefică și eficientă. Titanul are, de asemenea, un efect din ce în ce mai mare asupra proprietăților aliajului Inconel-718, nu mai puțin decât niobiul. Efectul aluminiului este mai puțin semnificativ, determinând o ușoară creștere a rezistenței cu efect variabil. Siliciul este similar ca influență cu niobiul, cu abateri minore. Lucrarea prezintă rezultatele studiilor de aliaje binare (Ni+Si) și ternare (Ni+Si+Ti). S-a stabilit formarea fazei β: Ni 3 S și Ni 3 (Si, Ti), în aliaje care conțin ~12-13% Si și 6-10% Si, respectiv 1-4% Ti. Metoda de difracție cu raze X a stabilit că faza Ni 3 (Si, Ti) este similară cu faza γ’ Ni 3 (Al, Ti); Ni 3 Si sau faza β din aliajele binare se formează ca rezultat al unei reacții peritectoide la temperaturi sub 1040 °C. Are o plasticitate semnificativă, precum faza Ni 3 (Si, Ti) corespunzătoare. Adăugarea de titan la aliajul binar (~2%) elimină formarea β peritectoid, iar faza Ni 3 (Si, Ti) rezultată are același punct de topire ca și compusul Ni 3 Ti (1380 °C). Aliajele care conțin siliciu și titan în cantitățile indicate au proprietăți de rezistență și ductilitate destul de ridicate. Rezistența maximă la tracțiune și limita de curgere a aliajelor turnate la temperatura camerei sunt: 55-57 și respectiv 25-28 kg/mm2, iar alungirea minimă este în intervalul 15-30%. Alte proprietăți ale acestor aliaje de întărire prin dispersie nu sunt date.
Faze nocive.În timpul tratamentului termic pe termen lung sau în timpul exploatării, fazele σ-, μ- și alte faze sunt eliberate în multe aliaje rezistente la căldură, care nu au un raport stoechiometric strict și sunt soluții solide cu compoziție variabilă. Aceste faze determină o scădere a proprietăților plastice ale oțelurilor și aliajelor. Formarea fazei σ poate fi mult facilitată de crom, wolfram, molibden etc. Mici adaosuri de cobalt (până la 5%) pot reduce procesul de formare a σ. În același timp, face parte din faza de întărire Ni 3 M și eliberează crom într-o soluție solidă. Conținutul de cobalt peste 5% afectează în mod activ formarea σ, mai ales atunci când există o deficiență de crom în aliaj. Există metode de calcul a timpului de formare a fazei σ în aliaje. Acestea sunt calcule ale așa-numitului punct N v - punctul de densitate al golurilor de electroni, cu toate acestea nu sunt întotdeauna exacte. Există aliaje care au un punct periculos Nv, dar nu formează o fază σ. Faza σ a fost descoperită în aliajele Ud-700, Ud-500, Ud-520, IN-713C și Rene-41. Deși faza σ a redus performanța aliajelor Ud-700 și IN-100, a avut un efect redus sau deloc asupra rezistenței altor aliaje. Studiile aliajelor turnate de înaltă rezistență au stabilit că prezența fazei σ nu afectează scăderea proprietăților.
Aliajele pe bază de nichel rezistă bine la oxidare la temperaturi de 850-950 °C. La temperaturi mai ridicate (temperaturi de încălzire pentru călire), ele sunt oxidate de la suprafață și de-a lungul granițelor granulelor, prin urmare, pentru tratarea termică a aliajelor rezistente la căldură la temperaturi ridicate, conform lucrării, este de dorit să existe cuptoare cu vid sau cu hidrogen. . Răcirea metalului la sfârșitul expunerii se realizează folosind un jet de gaz inert. Dacă oxidarea este inacceptabilă, trebuie folosite cuptoare cu atmosferă protectoare. Încălzirea în băile de sare este nedorită, deoarece clorurile din baie pot reacționa cu suprafața metalică în timpul procesului de încălzire, chiar și la temperaturi de îmbătrânire. Cuptoarele termice pentru îmbătrânire pot fi convenționale cu atmosferă de aer și încălzite cu gaz. O atmosferă exotermă diluată este relativ sigură și economică. Nu este recomandată o atmosferă endotermă. Dacă oxidarea este inacceptabilă, atunci se utilizează o atmosferă de argon. Precizia controlului temperaturii în timpul tratamentului termic trebuie să fie între 4-5 °C pentru aliajele forjate și 8-10 °C pentru aliajele turnate.
Bibliografie:
1.
Nazarov E. G., Latyshov Yu V. Îmbunătățirea proprietăților oțelurilor și aliajelor rezistente la căldură la dispersie. M., GOOINTI, 1964, Nr. 23-64-1349/26.
2.
Borzdyka A. M., Tseitlin V. 3. Structura și proprietățile aliajelor rezistente la căldură în legătură cu tratamentul termic al NTO MASHPROM M., „Machine Building”, 1967.
3.
Belikova E.I., Nazarov E.G „MiTOM”, 1962, nr. 7.
4.
Betterige W., Franklin A. „J. al Institutului de Metale”, 1957, v. 85.
5.
Betteridge W. Smith. Materiale metalice rezistente la căldură. Editura străină lit., 1958.
6.
Belyatskaya I. S., Livshits B. G. „Știri despre universități. Metalurgia feroasă”, 1960, nr. 7.
7.
Estulin G.V. Supliment al revistei „Oțel”, 1958.
8.
Livshits D. E., Khimushin F. F. Cercetări privind aliajele rezistente la căldură. Academia de Științe a URSS, 1957.
9.
Danesi W., Donachie M., Radavich J. „TASM”, 1966, v. 59.
10.
Danesi W., Donachie M. „J. al Institutului de Metale”, 1969, v. 97.
11.
Cowan T. „J. a metalelor”, 1968, v. 20, nr. 11.
12.
Nazarov E. G., Pridantsev M. V. „MiTOM”, 1963, nr. 11.
13.
Nazarov E. G. „MiTOM”, 1969, nr. 8.
14.
Sims S. „J. a metalelor”, 1966, nr. 10.
15.
Levin E. E., Pivnik E. M. Metode progresive de tratament termic al aliajelor rezistente la căldură cu aliaje înalte. Seria „Știința metalelor și tratamentul termic”. Vol. 4. Leningrad, 1963.
16.
Gulyaev A. P., Ustimenko M. Yu, „Izvestia Academiei de Științe a URSS „Metale”, 1966, nr. 6.
17.
Ulyanin E. A. „MiTOM”, 1966, nr. 10.
18.
Williams K. „J. al Institutului de Metale”, 1969, v. E7.
19.
Murphy H., Sims C. Beltran A. „J. a metalelor”, 1968, v. 20, nr. 11.
20.
Burger J., Hanink D. „Metal Progress” 1967, v. 92, nr.
21.
Wagner H., Prock J „Metal Progress”, 1967, v. 91, nr.
22.
Mihalisin I., Bicber C., Grant R. „Trans, al Societății Metalurgice a A1ME”, 1968, v. 242.
23.
Khimushin F. F. Oțeluri și aliaje rezistente la căldură. M. „Metalurgie”, 1969.
24.
Ozel M., Nutting I. „J. Institutul de Fier și Oțel”, 1969, v. 207.
Otelurile austenitice au o serie de avantaje speciale si pot fi folosite in medii de lucru extrem de agresive. Este imposibil să faci fără astfel de aliaje în industria energetică, industria petrolieră și chimică.
Oțelurile austenitice sunt oțeluri cu un nivel ridicat de aliere, la cristalizare, se formează un sistem monofazat; caracterizat de rețea cristalină centrată pe față. Acest tip de grătar nu se schimbă nici măcar atunci când este expus la temperaturi foarte scăzute (aproximativ 200 de grade Celsius). În unele cazuri, există o altă fază (volumul din aliaj nu depășește 10 la sută). Apoi, zăbrelele vor fi centrate pe corp.
Descriere și caracteristici
Oțelurile sunt împărțite în două grupe în ceea ce privește compoziția bazei lor și conținutul de elemente de aliere precum nichelul și cromul:
- Compoziții pe bază de fier: nichel 7%, crom 15%; numărul total de aditivi - până la 55%;
- Compoziții de nichel și fier-nichel. În primul grup, conținutul de nichel începe de la 55% și mai mult, iar în al doilea - de la 65 și mai mult la sută de fier și nichel într-un raport de 1:5.
Datorită nichelului, este posibil să se obțină o ductilitate crescută, rezistență la căldură și capacitatea de fabricație a oțelului, iar cu ajutorul cromului - da rezistența necesară la coroziune și căldură. Și adăugarea altor componente de aliere va face posibilă obținerea de aliaje cu proprietăți unice. Componentele sunt selectate în conformitate cu scopul de serviciu al aliajelor.
Pentru aliere, se folosesc în principal:
- Feritizatori care stabilizează structura austenitelor: vanadiu, wolfram, titan, siliciu, niobiu, molibden.
- Austenizatori reprezentați de azot, carbon și mangan.
Toate componentele enumerate sunt situate nu numai în faze în exces, ci și într-o soluție solidă de oțel.
Aliaje rezistente la coroziune și schimbări de temperatură
O gamă largă de aditivi vă permite să creați oțeluri speciale care va fi aplicat pentru fabricarea componentelor structurale și va funcționa în medii criogenice, cu temperaturi ridicate și corozive. Prin urmare, compozițiile sunt împărțite în trei tipuri:
- Rezistent la căldură și rezistent la căldură.
- Rezistent la coroziune.
- Rezistent la temperaturi scăzute.
Aliajele rezistente la căldură nu sunt distruse de substanțe chimice în medii agresive și pot fi folosite la temperaturi de până la +1150 de grade. Sunt realizate din:
- Elemente de conducte de gaze;
- Accesorii pentru cuptor;
- Componente de încălzire.
Calitățile rezistente la căldură pot rezista la stres la temperaturi ridicate pentru o lungă perioadă de timp, fără a pierde caracteristicile mecanice ridicate. La aliere, se utilizează molibden și wolfram (se pot aloca până la 7% pentru fiecare adăugare). Borul este folosit pentru a măcina cerealele în cantități mici.
Oțelurile inoxidabile austenitice (rezistente la coroziune) se caracterizează printr-un conținut scăzut de carbon (nu mai mult de 0,12%), nichel (8-30%), crom (până la 18%). Se efectuează tratament termic (călire, călire, recoacere). Este important pentru produsele din oțel inoxidabil, deoarece face posibilă o rezistență bună într-o varietate de medii agresive - acide, gazoase, alcaline, metal lichid la temperaturi de 20 de grade și peste.
Compozițiile austenitice rezistente la frig conțin 8–25% nichel și 17–25% crom. Ele sunt utilizate în unitățile criogenice, dar costul de producție crește semnificativ, așa că sunt utilizate foarte limitat.
Proprietăți de tratament termic
Calitățile termorezistente și rezistente la căldură pot fi supuse diferitelor tipuri de tratamente termice pentru a crește proprietățile benefice și pentru a modifica structura existentă a granulelor. Vorbim despre numărul și principiul distribuției fazelor dispersate, dimensiunea blocurilor și a boabelor în sine și altele asemenea.
Recoacerea unui astfel de oțel ajută la reducerea durității aliajului (uneori acest lucru este important în timpul funcționării), precum și la eliminarea fragilității excesive. În timpul procesului de prelucrare, metalul este încălzit la 1200 de grade timp de 30-150 de minute, apoi este necesar Se răcește cât mai repede posibil. Aliajele cu o cantitate semnificativă de elemente de aliere sunt de obicei răcite în uleiuri sau în aer liber, în timp ce aliajele mai simple sunt răcite în apă obișnuită.
Întărirea dublă este adesea efectuată. În primul rând, prima normalizare a compozițiilor este efectuată la o temperatură de 1200 de grade, urmată de o a doua normalizare la 1100 de grade, ceea ce permite o creștere semnificativă a proprietăților plastice și rezistente la căldură.
Rezistența crescută la căldură și rezistența mecanică pot fi obținute prin procesul de tratament termic dublu (întărire și îmbătrânire). Înainte de funcționare, se efectuează îmbătrânirea artificială a tuturor aliajelor rezistente la căldură (adică sunt întărite prin dispersie).