книги / Упругопластические решения и предельное состояние
..pdf/. Конструкционные стали |
|
|
|
|
|
141 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРУЖИННАЯ СТАЛ Ь |
|
|
| |
|
50ХФА |
|
|
||
|
|
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
|
|
|
|
|||
Вид |
|
Состояние материала |
|
|
|
; |
V |
|
|
полуфабриката |
|
|
г--------------- \------------------ |
|
|||||
|
|
|
|
| |
МПа |
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Проволока |
|
Закаленная и отпущенная |
| |
1500 |
|
40 |
|
||
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ |
|
||||||||
Состояние |
1! |
Температура |
!! |
„ v |
!! |
яв |
\ |
51 |
s |
материала |
! |
испытания, °С |
|
|
. |
|
| |
% |
|
|
|
|
|
|
МПа |
|
|
||
|
|
20 |
I |
1030 |
i |
1110 |
| |
19 |
|
|
|
150 |
; |
920 |
|
1010 |
j |
16 |
|
Закаленный |
! |
280 |
| |
830 |
! |
990 |
i |
20 |
|
и отпущенный |
|
||||||||
|
! |
425 |
I |
l |
! |
l |
i |
21 |
|
|
! |
|
720 |
830 |
|
||||
|
i |
535 |
I |
340 |
! |
680 |
! |
25 |
|
|
j |
j |
|
j |
|
Т е х н о л о г и ч е с к и е с во й ств а . Обладает высоким пре делом текучести и упругости.
П р и м е н е н и е . Для изготовления пружин особо ответствен ного назначения, работающих при переменных нагрузках.
142 Приложение
ПРОВОЛОКА ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТАЯ |
овс |
|||
|
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
|
||
Диаметр |
ов, МПа |
Число лерегабов |
Число |
|
скручиваний |
||||
проволоки, мм |
на 180° |
|||
|
на 360° |
|||
|
|
|
||
0,3 |
220 0 |
- |
120 |
|
0,4 |
2 2 0 0 |
- |
1 1 0 |
|
0,5 |
2 100 |
- |
100 |
|
0,6 |
2100 |
- |
84 |
|
0,7 |
2 100 |
- |
73 |
|
0,8 |
2000 |
40 |
62 |
|
1,0 |
1900 |
32 |
50 |
|
1,2 |
1800 |
24 |
42 |
|
1,5 |
1800 |
16 |
33 |
|
1,6 |
1800 |
14 |
30 |
|
1,7 |
1750 |
11 |
26 |
|
1,8 |
1750 |
11 |
26 |
|
2 ,0 |
1750 |
10 |
23 |
|
2,2 |
1700 |
7 |
2 0 |
|
2,3 |
1700 |
7 |
2 0 |
|
2,5 |
1700 |
6 |
17 |
|
2 ,8 |
1650 |
4 |
14 |
|
3,0 |
1650 |
7 |
13 |
|
3,5 |
1600 |
6 |
11 |
|
4,0 |
1500 |
5 |
9 |
|
4,5 |
1450 |
5 |
7 |
|
5,0 |
1400 |
4 |
6 |
|
5,5 |
1350 |
- |
5 |
|
6 ,0 |
1350 |
- |
5 |
Дополнительные данные: модульупругости £ = 2 -105 МПа.
Т е х н о л о г и ч е с к и е с в о й ст в а . Режим термической об работки: температура отпуска пружин после навивки нагартованной проволоки 260—300 °С.
П р и м е н е н и е . Спиральные пружины.
2. Жаропрочные стали и сплавы |
|
|
|
|
|
143 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
2. ЖАРОПРОЧНЫЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ |
|
|
|
|
||||
ХРОМОНИКЕЛЕВАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ |
|
12Х18Н9Т |
||||||
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИ КОМНАТНОЙ И ПОВЫШЕННЫХ |
||||||||
|
ТЕМПЕРАТУРАХ |
|
|
|
|
|||
Состояние |
Температура |
Е |
|
<JB |
|
5S |
V |
|
испытания |
|
|
|
|
||||
материала |
|
|
|
|
|
|
||
“С |
|
МПа |
|
|
|
% |
||
|
|
|
|
|
||||
Прутки, |
2 0 |
188000 |
280 |
620 |
1270 |
41 |
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
закаленные |
300 |
162000 |
200 |
460 |
1000 |
31 |
65 |
|
и охлажденные |
|
|
|
|
|
|
|
|
в воде |
400 |
— |
180 |
450 |
990 |
31 |
65 |
|
или на воздухе |
500 |
— |
1S0 |
500 |
980 |
29 |
65 |
|
|
||||||||
Листы, |
500 |
- |
- |
450 |
690 |
34 |
32 |
|
закаленные |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
и охлажденные |
600 |
|
|
400 |
610 |
35 |
30 |
|
на воздухе |
— |
— |
Д о п о л н и т е л ь н ы е д а н н ы е . Полуфабрикаты (закален ные и охлажденные в воде или на воздухе листы и прессованные профили; трубы бесшовные и холоднотянутые): о0 -,(20°С) = 200МПа; <jB(20 °С) = 550 МПа; 5(20 °С) = 40 %; \|/(20 вС) = 55 %. Прутки: дн(20вС) = 12,5 • 105 Дж/м2.
Т е х н о л о г и ч е с к и е св о й ст в а . Пластичность в закален ном состоянии очень высокая. Допускается глубокая вытяжка и другие виды холодной штамповки. Сталь хорошо сваривается всеми видами сварки.
К о р р о з и о н н о е п о в е д е н и е . Сталь обладает хорошей стойкостьюв азотной кислоте в интервале концентраций 65—100% по температуре. Все производство азотной кислоты выполняется из сталей этого типа.
В серной кислоте сталь устойчива при больших концентра циях (более 90 %) и низких температурах.
В среде соляной кислоты сталь нестойка, так как содержатся ионы-активаторы.
Достаточно хорошая стойкость в органических кислотах. В му равьиной кислоте стойка до 10 % при температуре до 80 °С.
ВС2Н5СООН стойка до 80 % при температурах порядка 80°С.
Вболее высокомолекулярных кислотах сталь более стойка.
144 |
Приложение |
В лимонной кислоте стойка до 50 % и до температуры 100 °С. Высокая коррозионная стойкость во всех растворах солей,
кроме солей, содержащих ионы-активаторы.
Вщелочах хорошо стойка. В едких щелочах устойчива при 50 % до 120 вС.
Ватмосфере высокая коррозионная стойкость, за исключе
нием морской атмосферы.
Титан добавлен для предотвращения межкристаллитной кор розии.
П р и м ен е н и е . Детали коммуникаций горячих газов, вы хлопные коллекторы и патрубки аппаратов двигателей, сварные изделия и др.
2. Жаропрочные стали и сплавы |
145 |
|
Х Р О М О Н И К Ё Л Ь А Л Ю М И Н И Б В А Я СТА ЛЬ |
|
12Х15Н8Ю |
|||||
|
|
(СН-2) |
|||||
|
|
|
|
|
(ЭИ -904) |
||
|
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
|
|
|
|||
Вид |
|
|
°о.г |
а в |
|
s5 |
|
полуфабриката |
|
|
МПа |
|
% |
||
|
|
|
|
||||
Листы |
|
|
|
|
|
|
|
холоднокатаные |
Мягкие |
|
1 QH |
850 |
|
20 |
|
толщиной |
(после нормализации) |
loU |
|
||||
0 ,8—3,6 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
Мягкие (упрочненные |
1050 |
1300 |
|
10 |
||
Ленты |
и обработанные холодом) |
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
холоднокатаные |
Полунагартованная |
950 |
1200 |
|
14 |
||
толщиной |
после старения |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
0,1- 1,2 мм |
Нагартованная |
|
|
|
|
|
|
|
|
1150 |
1400 |
|
6 |
||
|
после старения |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Прутки |
|
|
|
|
|
|
|
Поковка |
После нормализации и |
1050 |
1300 |
|
10 |
||
Профили |
обработки холодом |
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
прессованные |
|
|
|
|
|
|
|
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА |
|||||||
|
ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ |
|
|
||||
Состояние |
Температура |
|
|
*100 |
«5 |
Е |
|
материала |
испытания, ‘С |
|
МПа |
|
% |
МПа |
|
|
|
|
|
||||
|
2 0 |
1050 |
1300 |
1300 |
10 |
195000 |
|
Листы мягкие, |
20 0 |
900 |
изо |
ИЗО |
S |
- |
|
упрочненные |
300 |
850 |
1050 |
1050 |
8 |
182000 |
|
и обработанные |
|||||||
|
S00 |
|
|
|
|
||
холодом |
400 |
1000 |
800 |
8 |
- |
||
|
500 |
500 |
750 |
- |
10 |
160000 |
|
|
2 0 |
1150 |
1400 |
1400 |
6 |
195000 |
|
|
2 0 0 |
980 |
1200 |
1200 |
4 |
- |
|
Листы, |
300 |
950 |
1150 |
1150 |
4 |
182000 |
|
нагартованные |
400 |
900 |
1100 |
1100 |
5 |
- |
|
после старения |
|||||||
|
500 |
700 |
950 |
- |
6 |
160000 |
|
|
550 |
420 |
700 |
- |
14 |
- |
146 |
|
|
|
|
Приложение |
|
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА |
|
|||||
|
ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ |
|
|
|||
Состояние |
Температура |
СТ0.2 |
°в |
°юо |
*5 |
Е |
материала |
испытания, °С |
|
МПа |
|
% |
МПа |
|
|
|
|
|||
|
20 |
950 |
1200 |
- |
14 |
195000 |
|
200 |
810 |
1030 |
- |
12 |
- |
Листы |
300 |
780 |
980 |
_ |
10 |
182000 |
полунагартованные |
|
|
|
|
|
|
после старения |
400 |
740 |
940 |
— |
12 |
— |
|
500 |
580 |
810 |
- |
14 |
160000 |
|
550 |
340 |
600 |
- |
16 |
- |
Д о п о л н и т е л ь н ы е да нны е: дн(20°С) = 4 - 105Дж/м2.
Т е х н о л о г и ч е с к и е с во й ст в а . Сталь является старею щей переходного (аустенитно-мартенситного) класса. После нор мализации имеет максимальную пластичность, легко поддается штамповке, гибке, отбортовке и другим аналогичным операци ям. В мягком состоянии сталь можно подвергнуть гибке с ради усом, равным толщине материала, в полунагартованном состоя нии с радиусом, равным четырехкратной толщине материала, а в нагартованном состоянии — с радиусом, равным шестикратной толщине материала. Сталь хорошо сваривается аргонодуговой, точечной и роликовой сваркой как в мягком, так и в упрочнен ном состоянии. Наилучшей обрабатываемостью резанием сталь обладает после двойного отжига.
П р и м е н е н и е . Для изготовления обечаек и силового набо ра аппаратов многократного действия, работающих в контакте с атмосферой и наполнителем.
2. Жаропрочные стали и сплавы |
147 |
|
|
|
08Х17Н5МЗ |
|||
Х Р О М О Н И К Е Л Ь М О Л И Б Д Е Н О В А Я СТА ЛЬ |
|
(СН-3) |
|
|||
|
|
|
|
(ЭИ-925) |
||
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИ КОМНАТНОЙ И ПОВЫШЕННЫХ |
||||||
|
ТЕМПЕРАТУРАХ |
|
|
|
||
Вид |
Состояние материала |
Температура |
% |
|
|
|
полуфабриката |
испытания, *С |
МПа |
% |
|||
|
||||||
|
|
|
||||
|
Нормализованные |
20 |
250 |
900 |
20 |
|
|
или отожженные |
|||||
|
|
|
|
|
||
|
|
20 |
900 |
1200 |
10 |
|
|
|
400 |
850 |
1100 |
- |
|
|
Нормализованные |
450 |
600 |
1050 |
7 |
|
|
и обработанные |
500 |
600 |
950 |
|
|
|
холодом |
— |
||||
Листы |
|
550 |
500 |
750 |
10 |
|
|
|
|||||
|
|
600 |
- |
500 |
- |
|
|
|
20 |
1100 |
1300 |
5 |
|
|
Нагартованные |
450 |
900 |
1150 |
4,5 |
|
|
|
|
|
|
||
|
и состаренные |
500 |
850 |
1100 |
4,5 |
|
|
|
|||||
|
|
550 |
600 |
820 |
5,5 |
|
Д о п о л н и т е л ь н ы е да нн ы е: £(20°С) = 1,9* 105 МПа; |
£(450 °С) = 1,6 - 105 МПа; а 100(45О°С) = 950 МПа; а100(5(НРС) = = 650 МПа; а 100(550 °С) » 400 МПа; <т100(600 °С) = 250 МПа.
Т е х н о л о г и ч е с к и е свойства. Сталь нержавеющая яв ляется переходного (аустенитно-мартенситного) класса. После нор мализации обладает высокой пластичностью и вязкостью. В этом случае поддается гибке, штамповке, отбортовке и может упроч няться термической обработкой. Хорошо сваривается аргоноду говой и контактной сваркой в мягком и упрочненном состоянии.
К о р р о з и о н н о е пове де ние . В среде азотной кислоты желательно не применять, так как молибден способен перепассивироваться.
В серной кислоте диапазон применимости несколько выше, чем у стали 12Х18Н9Т.
148 Приложение
В соляной кислоте применять нельзя, так как данная сталь разрушается в среде НС1. В других средах, содержащих ионыакгиваторы, сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью, поэтому в этих средах ее применять можно.
Сталь стойка в органических кислотах. В С2Н5СООН стойка во всем диапазоне концентраций. В СН3СООН стойка при более высоких концентрациях, чем сталь 12X18Н9Т.
Сталь стойка во всех растворах солей, в том числе ограничен но стойка в растворах солей, содержащих ионы-активаторы.
В атмосфере хорошая стойкость. Ограниченно стойка в мор ской воде.
Устойчива во всех щелочах до концентрации 50 % и до темпе ратуры 120 °С.
П р и м е н е н и е . Обечайки и силовой набор аппаратов мно гократного действия, работающие в атмосферных условиях и в контакте с наполнителем.
2 Жаропрочные стали и сплавы |
|
|
|
149 |
||||
Н Е Р Ж А В Е Ю Щ А Я С Т А Р Е Ю Щ А Я СТАЛЬ |
08Х17Н7Ю М 2 |
|||||||
|
(С Н -4) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИ КОМНАТНОЙ И ПОВЫШЕННЫХ |
||||||||
|
|
ТЕМПЕРАТУРАХ |
|
|
|
|||
Ввд |
|
Состояние материала |
Температура |
|
|
8 |
||
|
|
|
|
|||||
полуфабриката |
испытания, ‘С |
МПа |
% |
|||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
20 |
- |
1500 |
- |
|
|
|
|
|
400 |
1000 |
- |
6,5 |
|
Листы |
|
Термически |
450 |
900 |
1200 |
8 |
||
|
упрочненные |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
500 |
750 |
1050 |
8,5 |
|
|
|
|
|
550 |
- |
900 |
9 |
|
|
|
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ СН-4 |
|
|
||||
В УПРОЧНЕННОМ СОСТОЯНИИ ПО СРАВНЕНИЮ СО СТАЛЯМИ |
|
|||||||
|
СН-2 И СН-3 (КРАТКОВРЕМЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ) |
|
||||||
Температура |
|
|
<т„, МПа |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
испытания |
СН-4 |
|
СН-3 |
|
СН-2 |
|
||
|
|
|
|
|
||||
20 |
|
1500 |
|
1200 |
|
1300 |
|
|
450 |
|
1200 |
|
1050 |
|
900 |
|
|
500 |
|
1050 |
|
950 |
|
750 |
|
|
550 |
|
900 |
|
750 |
|
- |
|
|
Д о п о л н и т е л ь н ы е |
данные: а0Э/юо(400 °С) = 750 МПа; |
|||||||
CTQ2/JOO(450 |
С) = 640 МПа. |
|
|
|
|
|
Т е х н о л о г и ч е с к и е свойства. Сталь в подогретом со стоянии обладает высокой пластичностью, легко поддается гиб ке, штамповке, отбортовке. Сталь хорошо сваривается аргоноду говой и контактной сваркой. После сварки термическая обработ ка не обязательна.
П р и м е н е н и е. Обшивка и внутренний набор изделий, ра ботающих в атмосферных условиях и в контакте с наполнителем до 500 °С; при кратковременном действии детали могут работать до 550 °С.
150 |
Приложение |
Ж А Р О П Р О Ч Н Ы Й СПЛАВ |
В Ж 1 0 0 |
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИ КОМНАТНОЙ И ПОВЫШЕННЫХ
|
|
ТЕМПЕРАТУРАХ |
|
|
|
|
Состояние |
Температура |
°пц |
|
а п |
Е |
«5 |
материала |
испытания, ‘С |
|
МПа |
|
% |
|
|
|
|
|
|||
|
20 |
220-240 370-400 800-850 |
2 0 1 0 0 0 |
50-55 |
||
|
700 |
140-150 220-240 500-600 |
156000 |
35-45 |
||
Закаленный |
800 |
120-140 220-240 |
350-400 |
152000 |
35-40 |
|
|
900 |
70-80 |
140-160 |
220-270 |
147000 |
60-70 |
|
1000 |
30-40 |
60-70 |
120-140 |
- |
75-80 |
ПРЕДЕЛЫ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ И ПОЛЗУЧЕСТИ (ЗА 100 ч) СТАЛИ ВЖ100 В СРАВНЕНИИ С НАИБОЛЕЕ ЖАРОСТОЙКИМ
ЛИСТОВЫМ СЕРИЙНЫМ СПЛАВОМ ЭИ868 (ВЖ98) |
|
|||
Температура |
Предел длительной |
Пределы ползучести, МПа |
||
прочности, МПа |
с деформацией 5 % |
|||
испытания, °С |
ВЖ100 |
ЭИ8 6 8 |
ВЖ100 |
ЭИ8 6 8 |
|
||||
800 |
130 |
100 |
40 |
- |
900 |
50-60 |
50 |
24 |
34 |
1000 |
- |
- |
- |
17 |
ПРЕДЕЛЫ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ СПЛАВА ВЖ100 И СПЛАВА ЭИ868 ПРИ ОСТАТОЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ 1 %
|
|
|
os МПа за время, мин |
|
||
Температура |
|
5 |
15 |
60 |
|
15 |
испытания, *С |
1 |
1 |
||||
|
|
ВЖ100 |
|
|
ЭИ8 6 8 |
|
700 |
290 |
280 |
270 |
260 |
- |
- |
700 |
550 |
500 |
490 |
- |
— |
— |
750 |
460 |
390 |
380 |
- |
— |
— |
800 |
275 |
260 |
235 |
215 |
— |
— |
900 |
190 |
130 |
125 |
117 |
ПО |
85 |
1000 |
110 |
82 |
70 |
- |
88 |
50 |