Реферат: Хладностойкие стали до -50

    

         Развитие на Севере нефтяной и газовой промышленности, транспортныхтрубопроводов, изготовление землеройных механизмов для работы в зонах с низкимитемпературами, а также химическая промышленность, нуждаются в хладостойкойлистовой стали. Использование таких сталей делает конструкции надежней, расходматериала уменьшается, а следовательно экономятся и денежные средства. НаТомской железной дороге установили, что в январе – феврале месяце по сравнениюс июлем – сентябрем выход рельс из строя по трещинам возрастал в 7 – 15 раз.Так как температуры от    -30 до -50 встречаются на большей территорииРоссии, то проблема использования и изготовления подходящих сталей для насочень актуальна и важна.

      Для большинства металлов способность к пластической деформации взначительной степени зависит от температуры. С понижением температуры этаспособность для большинства металлов и сплавов уменьшается. При критическихтемпературах резко возрастает сопротивление сдвигу, металл переходит в хрупкоесостояние и разрушается без признаков пластической деформации. Сопротивлениетакому разрушению называется хрупкой прочностью, а свойство металлов хрупкоразрушаться со снижением температуры называется хладноломкостью. Обратноепонятие хладноломкости – хладностойкость. Результаты исследований показали, чтометаллы с объемноцентрированной кубической решеткой (железо, хром, вольфрам), атакже некоторые металлы с гексагональной решеткой (титан, цинк, кадмий) приснижении температуры быстро охрупчиваются. У металлов с более плотноупакованной решеткой гранецентрированного куба (медь, никель, алюминий, магний,свинец) с понижением температуры вязкость сохраняется, а иногда дажеповышается. Подобные закономерности имеют и многокомпонентные сплавы, имеющиесоответствующие кристаллические решетки. Явление охрупчивания с точки зренияприроды кристаллических решеток объясняется отсутствием плоскостей скольжения уметаллов с объемноцентрированной кубической и гексагональной решеткой.       

         Трещины образуются в местах встречиили пересечения полос двух систем скольжения. При этом возможность хрупкогоразрушения тем больше, чем сильнее препятствия, тормозящие свободноепередвижение групп дислокаций. Если скорость распространения микротрещинпревысит скорость пластической деформации, то наступит хрупкое разрушение. Путисдвигов примерно равны диаметру зерна, поэтому измельчение зерна способствуетувеличению интервала пластического состояния. Поэтому углеродистые и легированныеперлитные и мартенситные стали после закалки с отпуском при наличии оченьмелкого действительного зерна имеют более низкие критические температурыхрупкости.

         Известны два типа хрупкого разрушения:транскристаллитное и интеркристаллитное. Чистые металлы обычно разрушаются позерну. Межзеренному разрушению благоприятствует наличие включений по границамзерен. Сплавы с о. ц. к. решеткой разрушаются позерну и между зернами; сплавы с гексагональной решеткой – преимущественнотолько по зерну; сплавы с г. ц. кубической – толькомежду зернами.

         С увеличением общего периметра границзерен межзеренное вещество распределяется в форме более тонких прерывистыхпленок, что увеличивает межкристаллические связи и затрудняет распространениемикротрещин за счет увеличения путей сдвига. Границы зерен характеризуютсязначительными нарушениями кристаллической решетки, вредное влияние которыхсущественно ослабляется с повышением гранулярности структуры, за счет дробленияпутей сдвига, уменьшения длины микротрещин и соответствующего увеличенияинтервала пластического состояния. Таким образом, прочность металлов  и их сопротивляемость хрупкому разрушению взначительной степени обуславливаются состоянием границ зерен. Еще больше влияютна величину хрупкой прочности неметаллические включения, располагающиеся как пограницам зерен, так и внутри них.

         Но при этом включения рассматриваютсякак концентраторы напряжений, а границы включения – металл – как пути, покоторым распространяются трещины разрушения. Но влияние природы и формывключений на хладноломкость изучено не в полной мере.

          Большое влияние на хладностойкостьоказывают микродефекты структуры металлов, являющиеся своеобразнымиконцентраторами напряжений. Особенно опасны дефекты типа усадочных раковин,микропористости и газовых пузырей, нарушающие однородность и сплошностьструктуры. Поэтому плотность металла является объективным показателем дляоценки его хладноломкости.

           Несмотря на достижения в развитиитеоретических представлений о природе хладноломкости металлов, общей теории,объясняющей все многообразие этого явления, до сих пор не предложено.Теоретические представления основаны на опытных данных многочисленныхисследований, рассматривающих влияние отдельных параметров состояния и свойствметалла на критическую температуру его перехода в хрупкое состояние.Важным  является признание необходимостиповышения уровня хрупкой прочности металлов как основного фактора,определяющего хладноломкость.

Критерииоценки хладноломкости.

           Вкачестве независимой переменной при определении металла к хрупкости выбираюттемпературу, определяющую критический интервал хрупкости. Известный методиспытания ударной вязкости является весьма чувствительным и удобным способомоценки степени хладноломкости стали.

            Надежность и долговечность изделияв значительной степени определяется его склонностью к  хрупкому разрушению,  которому способствуют не только низкиетемпературы, но и такие параметры, как усиление концентрации напряжения,увеличение скорости деформации и другие. Опыт показывает, что сталь с болеенизкой температурой хрупкости лучше сопротивляется высоким напряжениям иувеличенным скоростям нагружения и дольше сохраняет свою пластичность.Следовательно, метод испытания ударной вязкости, выявляющий критическийинтервал хрупкости, носит универсальный характер и характеризует склонностьстали к хрупкому разрушению.

           Для оценки хладноломкости сталитакже используют фрактографический метод контроля, основанный на измерении доливолокнистого и кристаллического строения ударных образцов. В качестве критерияоценки хрупкости принимают выраженное в процентах соотношение площадейволокнистых и кристаллических участках излома. Обычно за критерий вязкостипринимают Т критическое, при которой доля вязкого излома составляет 50%  чем ниже Т кр.,тем выше надежность стали при низких температурах.

Влияниетехнологических факторов.

          Опыт показывает, что детали,изготовленные из стали с более низкой температурой хрупкости, способныоставаться вязкими при более высоких скоростях напряжения и более острых внадрезах и выточках. В подобной стали распространение микротрещин существеннозатрудняется.

           На хладноломкость оказывает влияниекомплекс физико-химических и физико-механических факторов. Основные из нихследующие:

1.<span Times New Roman"">    

Качество стали, определяемое металлургическимиособенностями производства.

2.<span Times New Roman"">    

Геометрия изделия.

3.<span Times New Roman"">    

Вид напряженного состояния, при котором изделиеработает в практических условиях, характер нагружения, скорость нагружения ит.д.

           Все указанные факторы влияютсамостоятельно и независимо друг от друга и учесть долю влияния каждого весьмасложно. Для решения этих задач прибегают к натурным испытаниям изделий.

Влияние металлургических факторов.

           1. Состав стали.

           Механические свойства стали иуровень хладноломкости существенно зависят от ее состава.  Особенно сильно охрупчивают сталь такиевредные примеси как сера, фосфор, кислород и цветные металлы, образующиесоответствующие включения и засоряющие периметр зерен.

Влияние углерода.

          С увеличением содержания углеродасущественно повышается порог хладноломкости, что объясняется увеличением долиперлитной составляющей в структуре стали, цементитные включения которой препятствуютпластическому течению металла и при низких температурах являютсяконцентраторами напряжений и местами зарождения трещин. Отдельные легирующие элементы ослабляют вредноевлияние углерода (никель, молибден, марганец), другие увеличивают (хром, ванадий,титан).

         Повышение дисперсности структуры засчет нормализации и закалки с последующим высоким отпуском разрушает блочныеобразования перлита и смещает интервал хрупкости в сторону низких температур.При этом наиболее благоприятной является сфероидальная форма карбидов.

Влияние марганца.

           Марганец, обладая полнойрастворимостью в α и γжелезе, образует с углеродом карбид марганца и является относительно слабымкарбидообразующим элементом. Основная доля марганца находится в твердом раствореи существенно упрочняет феррит, что позволяет получать низкоуглеродистые сплавыс относительно высокой прочностью и вязкостью. На прокаливаемость марганецоказывает большее влияние, чем хром, никель, медь, кремний, что существенноуменьшает критическую скорость закалки.

Влияние кремния.

        При введении кремния в кипящие сталисущественно снижается порог хладноломкости, что связано с раскислением стали иснижением в ней содержания кислорода. Действие кремния как легирующего элементана хладноломкость различно для разных марок стали.

         Кремний не образует карбидов,полностью растворяется в феррите, существенно увеличивая его прочность. Приэтом до содержания 1,0%  Siсохраняетсяпластичность феррита; с дальнейшим увеличением содержания кремния пластичностьферрита снижается. Имеющиеся сведения о влиянии кремния на хладноломкостьпротиворечивы, но большая часть исследователей считает его влияниеотрицательным. Установлено, что в низкоуглеродистых сталях с увеличениемсодержания кремния соответственно повышается критическая температура хрупкости.Однако в сочетании с другими легирующими элементами влияние кремния нахладноломкость менее определенно. Опыт показывает, что рациональное сочетаниекремния с марганцем или кремния с марганцем и хромом позволяет получить стали сповышенной прочностью и достаточно высокой хладностойкостью. Так например, вкачестве хладостойких сталей в промышленности получили применение такие сталикак 15ГС (0,12 – 0,18% С; 0,7 – 1,0% Si; 1,0 – 1,4%  Mn); 17ГС (0,14– 0,20С; 0,4– 0,6 Si; 1,0 – 1,4%  Mn); 14ХГС (0,11– 0,17С; 0,4– 0,7 Si; 0,9 – 1,3% Mn; 0,5 – 0,8% Cr) и др.

Влияние хрома.

       Влияние хрома на хладностойкость, поодним данным, слабо отрицательное, по другим – нейтральное. Для работы принизких температурах более широкое распространение получили низкоуглеродистыестали, легированные хромом совместно с другими элементами –хромомарганцекремнистые, хромоникелевые, хромомолибденовые.

Влияние никеля.

     Никель один из элементов, в наибольшей степениповышающий хладностойкость стали. Переход в хрупкое состояние в никелевыхсталях протекает более медленно и постепенно в широком температурном диапазоне.Если благотворительное влияние марганца на хладностойкость оценивать условнымкоэффициентом 2, молибдена 3 – 5, то влияние никеля оценивается коэффициентом10. При этом марганец оказывает положительное влияние только при определенныхсодержаниях, молибден – при низких, никель – пропорционально его содержанию встали.

       Никель и железо обладают полной взаимнойрастворимостью и имеют почти одинаковое кристаллическое строение решеток.Никель не образует карбидов и находится в стали в твердом растворе в ферритеили аустените.

       С повышением содержания углеродахладноломкость никелевых сталей заметно повышается, что можно частичнокомпенсировать повышением содержания никеля.

       Никелевые низкоуглеродистые сталиполучили широкое распространение в США и Японии, Франции, Италии дляконструкций и сооружений, работающих при низких температурах.

       Исследования показали, что стали,содержащие 9% Ni, деформированные и литые притемпературах -200 град. С, имеют благоприятное сочетание прочности и ударнойвязкости, высокое качество сварных швов и являются наиболее подходящимматериалом для изготовления емкостей, предназначенных для хранения итранспортировки таких жидких газов, как азот, кислород, метан, ацетилен.

        Положительное влияние никеля нахладностойкость проявляется и для большинства многокомпонентных сталей.Хромоникелевые, хромоникелемолибденовые и хромоникелемарганцевые стали отличаютсяотносительно высоким уровнем ударной вязкости при низких температурах.

        Но применение дорогого никеля частоявляется нецелесообразным, если сталь работает при температуре до -60.

Влияние молибдена и вольфрама.

         Молибден – активный карбидообразующийэлемент. Он способствует сфероидизации карбидов, измельчает зерно, снижаеткритическую скорость закалки и существенно увеличивает прокаливаемость стали.По положительному влиянию на хладностойкость он уступает только никелю.

В тоже время с повышениемсодержания углерода положительное влияние молибдена на хладностойкостьснижается и для ряда сталей становится отрицательным. Дороговизна молибденаделает его применение часто неоправданным.

         Влияние вольфрама аналогичномолибдену, но эффективность его воздействия на структуру и свойства сталипримерно в три раза слабее. Поэтому оптимальные содержания вольфрама вконструкционных сталях обычно колеблются в пределах 0,5 – 1,5%. Применение егодля хладностойких  строительных сталейнерационально.

Влияние серы.

          С увеличением содержания серы, иследовательно количество сульфидов пластичность и вязкость стали снижаются, аспособность к хрупкому разрушению заметно возрастает.

          Изучение влияния серы нахладностойкость литой стали 25Л, показали, что увеличение содержания серы впределах марочного состава от 0,02% до 0,054% при -40 град С более чем в два раза снижают ударную вязкость литойстали; дальнейшее же увеличение ее содержания (до 0,112%) оказывает меньшеевлияние. Практически полное охрупчивание стали независимо от содержания серынаступает уже в интервале (-60) – (-80). Повышение содержания серы на 0,01% в диапазонеот 0,02 до 0,05% сдвигает критическую температуру хладноломкости примерно 15-17град.

           Исследования показали, что сувеличением содержания серы соответственно возрастало количество сульфидныхвключений, являющихся концентраторами напряжений и источниками образованиятрещин. При прочих равных условиях снижение содержания серы являетсяэффективным средством повышения хладностойкости стали.

Влияние фосфора.

          Фосфор, как и сера, относится квредным примесям, наиболее сильно влияющим на свойства стали. По мере повышениясодержания углерода охрупчивающее влияние фосфора возрастает. Углерод вытесняетфосфор из раствора на границы зерен, что существенно ослабляет межкристаллическиесвязи. Подобное влияние на фосфор оказывает и марганец. И особенно опасносовместное влияние углерода (>0,3%) и марганца (>1,0%) на хладноломкостьсталей с повышенным содержанием фосфора. Микронеоднородность в такой сталиспособствует образованию грубодендритных структур, которые ослабляютметаллическую матрицу и увеличивают хладноломкость стали.

           Никель, молибден, ванадий несколькоуменьшает вредное влияние фосфора в указанных сталях, однако и в этих стаяхследует снижать содержание фосфора до минимума.

           Охрупчивающее влияние фосфорапроявляется в ослаблении межкристаллических связей за счет обогащения границзерен элементарным фосфором, а также за счет образования неметаллическихвключений фосфидной эвтектики, являющихся концентраторами напряжений. Вредноевлияние фосфора на хладноломкость однозначно для всего сортаментаконструкционных сталей. Результаты испытаний ударной вязкости в диапазонетемператур от +20 до -80 град С показывают, что увеличение содержания фосфораот 0,02 до 0,10% однозначно снижает ударную вязкость литой стали для всехтемператур испытания примерно в четыре-шесть раз. Для среднеуглеродистой сталиувеличение содержания фосфора на 0,01% сдвигает критическую температурухладноломкости примерно на 20 град в сторону положительных температур.

Влияние примесей цветных металлов.

           Известно отрицательное влияниепримесей цветных металлов – свинца, висмута и сурьмы. Являясь поверхностноактивными по отношению к железу, эти примеси в процессе кристаллизации сталивыделяются по границам зерен и дендритных образований, существенно засоряя ихпериметр и ослабляя межкристаллические связи.

           2. Термическая обработка.

           Известно, что природномелкозернистые стали более хладностойки, чем крупнозернистые. Мелкое зерноаустенита, получаемое после присадки алюминия, существенно повышает показательнойударной вязкости при низких температурах. Поэтому опасным является перегревстали, вызывающий рост аустенитных зерен. На хладноломкость влияет и размерферритного зерна. Между величиной размера зерна феррита и критическойтемпературой хрупкости для низкоуглеродистых сталей установлена однозначнаяпрямолинейная зависимость.

          Также известно благоприятное влияниена хладностойкость мелкодисперсных сфероидальных карбидов и отрицательноевлияние пластичных карбидов в перлите, по мере роста размеров которыхповышается критическая температура хрупкости.

          Правильно выбранный режим термическойобработки позволяет получить оптимальную структуру стали, обеспечивающуюнаивыгоднейшее сочетание механических показателей и в том числе наивысшуюхладностойкость.

           Улучшение является наилучшим видомтермической обработки с точки зрения получения комплекса свойств и наиболее низкойкритической температуры хладностойкости. Влияет и температура отпуска. Сповышением температуры отпуска улучшаются пластические стали и хладностойкость.

          Нормализация – наиболее частоприменяемый вид термической обработки для хладностойких сталей. Высокий отпускпосле нормализации значительно снижает склонность стали к хрупкости, т. е.существенно повышает хладностойкость.

          Отжиг – наиболее неподходящая дляхладностойких сталей термическая обработка. Отрицательное влияние отжигапроявляется в образовании грубой блочной дифференцирования структуры вследствиемедленного охлаждения. Режимы отжига обуславливают самые низкие показателихладностойкости.

          Для деталей, работающих при низкихтемпературах, применяют высокий отпуск, обеспечивающий наиболее низкиекритические температуры хладноломкости. На практике в условиях производства длякрупных или сложных форм отливок процессы закалки е всегда технологичны ицелесообразны. Для большинства отливок рекомендуются процессы нормализации,обеспечивающие удовлетворительные дисперсность структуры и уровень свойств. Апоследующий отпуск существенно улучшает хладностойкость. На производстве частоприменяют отжиг, а  исследованияпоказали, что значениям ГОСТа по ударной вязкости при -40, соответствует толькорежим улучшения (на примере стали 35Л), поэтому важно менять технологиипроизводства сталей для отливок.

          Термическая обработка является важнейшимпроцессом при получении качественной стали.

          3. Раскисление.

Кислород в стали.

          При окислительных процессах металлическаяванная обогащается кислородом, при восстановительных – обедняется. При этом израстворимых в стали активных форм кислород переходит в пассивные нерастворимыеформы, образуя комплексы эндогенных оксидных включений. Часть включений удаетсяудалять из ванной, но некоторые остаются в виде шлаковой фазы. Применениеалюминия позволяет эффективно снижать содержание кислорода в началевосстановительного периода электроплавки.

Опыт показывает, чтообразующиеся в этот период оксидные включения практически полностью всплывают вшлак.

           Современная технология электроплавкистали в дуговых электропечах предусматривает метод комбинированного раскисления– осадочного и диффузного. В мартеновских печах и конвертерах применяют толькоосадочное раскисление.

           Степень понижения концентрациикислорода в стали при раскислении способности элемента-раскислителя. Присравнении эффективности раскислителей следует считать, что большейраскислительной способностью, обладает тот раскислитель, которому при даннойтемпературе и одинаковой концентрации в расплаве соответствует более низкаяконцентрация кислорода. Наиболее распространенные раскислители – марганец,кремний, алюминий.

          Влияние кислорода на хладноломкостьпромышленных сталей сложно. В зависимости от применяемых раскислителейизменяются типы включений и гранулярность структуры, и поэтому свойства сталимогут быть различными при одинаковом содержании кислорода.

Влияние алюминия.

          В современной металлургии сталиконечное раскисление осуществляют присадками алюминия. Обычно количествоприсаживаемого алюминия рассчитывают так, чтобы в жидкой стали присутствовалостаточный алюминий. Это обеспечивает получение стали с мелким зерномаустенита.

           Модифицирующий эффект алюминия взначительной степени объяснятся образованием мельчайших включений нитридовалюминия, располагающихся по границам зерен аустенита и препятствующих ихросту.

          Изменяя природу включений, алюминийсущественно влияет на хладноломкость и другие свойства стали. Наивысшаяхладностойкость и наилучший комплекс свойств были получены при содержании от0,03 – 0,06% Al. При этом сочеталисьмаксимальная плотность, наивысшая пластичность и вязкость, минимальнаягазонасыщенность. Установлено, что свойства стали не зависят от методаприсадки, а определяются лишь фактическим содержанием алюминия в стали.

Влияние других раскислителей.

         Титан – более слабый раскислитель чемалюминий. Промышленный ферротитан содержит до 7% Al, вследствие чего основным видом оксидных включений втитаносодержащих сталях остается корунд и алюминиевая шпинель. Присадки титанав следствие образования эвтектических сульфидов приводит к существенномуснижению хладностойкости феррито-перлитных сталей. Однако применение титана какмодификатора при низком содержании серы в стали оказывается рациональным.Присадки титана в перлитные стали повышают трещиноустойчивость; в аустенитныхсталях нитриды титана существенно измельчают структуру слитков и отливок. Вэтом случае титан способен повышать хладностойкость стали. Подобное влияниеоказывают и присадки циркония.

          Редкоземельные металлы оказываютположительное влияние на природу неметаллических включений, способствуяглобуляризации сложных комплексных образований. Присадки этих метало улучшаютпластичность и вязкость стали и снижают критическую температуру хладноломкости.

          Кальций и редкоземельные металлыполучают все большее распространение при производстве хладостойких сталей.

Неметаллические включения.

         Неметаллические включения являютсяосновной плавочной характеристикой стали, в значительной степени определяющейее свойства и, в частности, хладностойкости. Степень загрязненностивключениями, их природа и характер распределения оказывают однозначное влияниена процессы охрупчивания стали при низких температурах. Включения, являяськонцентраторами напряжений, способствуют зарождению трещин и предопределяюттемпературы перехода сталей из вязкого в хрупкое состояние. Повышение общейчастоты стали и получении благоприятной формы включений существенно снижаюткритические температуры хладноломкости стали.

          Требования к частоте стали непрерывновозрастают. Особенно велико влияние сталей на хладноломкость стали. 

Хладностойкиестали.

           В сортаменте стального литья первоеместо занимают углеродистые стали, преимущественно среднеуглеродистых марок25-45Л, однако эти сорта сталей мало подходят для работы при низкихтемпературах.

           Постепенный перевод сортаментахладностойких отливок с углеродистых на легированные стали является важнойпроблемой машиностроения. Особенно перспективным является создание новыхэкономно-легированных хладностойких сталей. Однако, как уже было показаноулучшение свойств может достигаться за счет повышения частоты стали и улучшенияформы включений.

          Углеродистые стали могут бытьулучшены путем неметаллических включений, а также в результате конечногораскисления. Эффект глобуляризации включений существенно улучшает комплекс свойстви хладностойкость, приближая свойства углеродистой стали к свойствамлегированной.

          В легированных сталях сочетание высоких показателей прочности исопротивляемости охрупчиванию наиболее благоприятны. Применение легированныхсталей позволяет существенно улучшить хладностойкость деталей машин приодновременном снижении их веса. При этом дополнительные затраты на ферросплавыобычно незначительны, что увеличивает экономическую эффективность легирования,

           Особенно перспективны экономно-легированныеХладностойкие стали повышенной прочности, не содержащих дорогостоящих идефицитных никеля, молибдена и вольфрама. К таким маркам следует прежде всегоотнести марганцевые, кремнемарганцевые, хромокремнемарганцевыелитейные стали (типа 20ГЛ, 20ГСЛ, 20ХГСЛ и др.). Влияние легирования имодифицирования в полной мере проявилось при испытании хладноломкости – сповышением степени легирования критическая температура хладноломкостипрогрессивно снижалась. Раскисленные только алюминием стали типа 15Л и 15ГЛохрупчивались при температурах соответственно -40 и -60 град. С; придополнительном раскислении силикокальцием эти стали при указанных температурахимели удовлетворительную вязкость. Сталь типа 15Л и при втором вариантераскисления охрупчивались при -80 град. С. В стали типа 15ХГСЛ наблюдалосьхорошее сочетание прочности и хладностойкости. Дополнительное легированиемолибденом может быть целесообразным только при производстве крупных отливок.          

          На ряде заводов, производящих отливкидля работы при низких температурах применяют сталь 35ГЛ. По сравнению со сталью35Л эта сталь отличается лучшим сочетанием прочности, пластичности и вязкости(предел текучести выше на 20-30%, критическая температура хладноломкости нижена 15-20 град.). Комплексное раскисление еще в большей степени улучшаетпоказатели хладноломкости.

          Из всех элементов химического составапосле серы и фосфора углерод оказывает наиболее сильное влияние нахладноломкость. Каждая 0,01% С повышает критическую температуру хладноломкости1-1,5 град. Включение цементита, препятствующее пластическому течению металлапри низких температурах, являются концентраторами напряжений и местамизарождения трещин. Поэтому для повышения хладноломкости большой интереспредставляют низкоуглеродистые стали. 

          Среди многочисленных сталей,применяемых для производства фасонного литья, особое место занимаетвысокомарганцевая аустенитная, являющаяся самой распространеннойвысоколегированной сталью для отливок. Сочетание высокой вязкости и способностик наклепу с хорошей износостойкостью обеспечивает широкое применение оливок изэтой стали в машиностроении, горной, металлургической, химической истроительной промышленности. Сортамент изделий из этой стали исключительномногообразен; из нее изготавливают конусы и щеки дробилок, детали ковшейэкскаваторов и землечерпалок, гусеничные тракторы, железнодорожные рельсы,стрелки, крестовины и др. детали. В зимнее время, особенно в северных ивосточных районах, когда температура понижается до -14 град. С, наблюдаютсямассовые поломки оборудования – отливки высокомарганцевой стали охрупчиваются иразрушаются. Поэтому изучение природы и механизма охрупчивания имеет большоепрактическое значение.

           Для эффективного модифицированиявысокомарганцевой стали были применены титан и цирконий. По технологическим иэкономическим соображениям, более целесообразно применение титана. Измельчениеструктуры положительно влияет на хладностойкость отливок, износостойкостьотливок из модифицированного титаном стали возрастает в 1,5 раза.

          В настоящее время высокомарганцевуюсталь, модифицированную титаном, широко применяют для износостойких отливокметаллургического и горнообогатительного оборудования.

Заключение.

          Учитывая географические особенноститерритории нашей страны, сооружения и конструкции, возводимые в районахвосточнее изотермы –30 град. С (>85% территории), следует изготавливать изхладностойких строительных сталей. Однако до настоящего времени применялисьхладноломкие углеродистые стали, при этом увеличивали запас прочности за счетметаллоемкости, что приводит к перерасходу металла и не всегда достигаетцели.           

           В связи с развитием на КрайнемСевере и Востоке газовой и нефтяной промышленности и строительствоммагистральных трубопроводов большого диаметра особенно увеличилась потребностьв хладностойких листовых сталях.

           В еще большей степени необходимыхладностойкие сортовые конструкционные стали для машин строительной, дорожной игорнодобывающей техники, работающей при низких температурах. В соответствии сэтим производство хладностойких сталей постоянно растет.  

Список литературы.

ШультеЮ. А. Хладностойкие стали – М.: Металлургия, 1970.

Ассонов А. Д. Технология термообработкидеталей машин. – М.: Машиностроение 1969.

     

еще рефераты
Еще работы по материаловедению