Металлические материалы обладающие повышенным сопротивлением химическому воздействию с газами

Обновлено: 18.05.2024

окалиностойкие, — металлические материалы, стойкие против интенсивного окисления в воздухе или в смеси воздуха с газообразными продуктами сгорания топлива при температуре 800—1100°С. Жаростойкость материала обеспечивается за счёт образования на его поверхности при высоких температураx тонкого слоя оксида, изолирующего сплав от непосредственного контакта с кислородом и препятствующего интенсивному окислению. Способность оксидной плёнки защищать сплав от активного взаимодействия с кислородом определяется главным образом механической плотностью плёнки, прочностью её сцепления с основным материалом, а при высоких температураx и сопротивлением оксида диффузионному проникновению ионов металла и кислорода. Жаростойкость материалов характеризуется изменением массы на единицу поверхности за время пребывания при данной температуре.
Основой Ж. с., применяемых в авиастроении, являются никель и сплавы никель — железо и кобальт — никель (см. Жаропрочные сплавы). Однако высокотемпературные оксиды этих металлов (особенно оксиды железа и кобальта) не обеспечивают достаточно эффективной защиты от диффузионного проникновения реагирующих компонентов. Для получения на поверхности указанных материалов оксидной плёнки с высокой защитной способностью они должны содержать хром. Этот металл, обладая более высокой теплотой окисления, чем другие компоненты сплава, образует при высокой температуре на поверхности сплавов плёнку тугоплавкого оксида хрома Cr2O3, защитная способность которого выше, чем у оксидов никеля, железа и кобальта.
Другим элементом, способным создавать эффективные защитные оксидные плёнки, особенно на никелевых и никель-железных сплавах, является алюминий. При содержании хрома в сплаве 10—16% достаточно 3—4% алюминия для образования при высокотемпературном окислении плёнки оксида алюминия Al2O3, которая может обеспечить более надёжную защиту, чем Cr2O3. На окалиностойкость Ж. с. положительно влияют малые добавки некоторых активных элементов (кальций, иттрий, церий, лантан и т. п.).
Помимо химического воздействия газовой среды Ж. с. могут испытывать действие механических нагрузок при рабочих температураx, в связи с чем в жаростойкую композицию вводят некоторое количество тугоплавких металлов (например, молибдена, вольфрама), что повышает жаропрочность за счёт замедления самодиффузии в твёрдом растворе, не выводя сплав из однофазного состояния. Ещё более эффективно упрочнение за счёт старения. С этой целью в сплав вводят алюминий, титан, ниобий, образующие термостабильные химические соединения с переменной растворимостью в основе сплава, что позволяет с помощью термической обработки (закалки и старения) резко повысить кратковременную и длительную прочность Ж. с. Стареющие сплавы, как правило, обладают пониженными технологическими свойствами (свариваемость, пластичность), что ограничивает возможность упрочнения Ж. с. старением.

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия . Главный редактор Г.П. Свищев . 1994 .

Полезное

Смотреть что такое "Жаростойкие сплавы" в других словарях:

ЖАРОСТОЙКИЕ СПЛАВЫ — сплавы на никелевой, железной или железоникелевой основе, содержащие хром, кремний, алюминий, которые образуют (вместе с металлом основы) на поверхности сплава защитные оксидные пленки. Обладают повышенным сопротивлением химическому… … Большой Энциклопедический словарь

жаростойкие сплавы — сплавы на никелевой, железной или железоникелевой основе, содержащие хром, кремний, алюминий, которые образуют (вместе с металлом основы) на поверхности сплава защитные оксидные плёнки. Обладают повышенным сопротивлением химическому… … Энциклопедический словарь

жаростойкие сплавы — [heat resistant alloys] металлические сплавы, обладающие высокой коррозионной стойкостью при повышенных температурах в газовых средах и некоторых расплавах. Жаростойкость сплавов на основе Fe и Ni повышается при легировании их Cr, Al, Si. Но эти… … Энциклопедический словарь по металлургии

жаростойкие сплавы — жаростойкие сплавы, окалиностойкие, металлические материалы, стойкие против интенсивного окисления в воздухе или в смеси воздуха с газообразными продуктами сгорания топлива при температуре 8001100°С. Жаростойкость материала… … Энциклопедия «Авиация»

Жаростойкие сплавы — окалиностойкие сплавы, металлические сплавы, стойкие против интенсивной коррозии на воздухе или в др. газовых средах при высоких температурах. Ж. с. применяются как конструкционный материал для слабо нагруженных деталей нагревательных… … Большая советская энциклопедия

ЖАРОСТОЙКИЕ СПЛАВЫ — жароупорные, окал и нестойкие, металлнч. материалы, обладающие повыш. сопротивлением хим. взаимодействию с газами при высоких темп pax. Большинство Ж. с. имеют никелевую, железную или железо никелевую основу и содержат хром (до 30% ), кремний,… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ЖАРОСТОЙКИЕ СПЛАВЫ — жароупорные, окалиностойкие металлические материалы, обладающие повышенным сопротивлением химическому взаимодействию с газами при высоких температурах. Большинство жаростойкий сплавов имеют Ni, Fe, или FeNi основу и содержат Cr (до 30%), Si, Al,… … Металлургический словарь

сплавы щелочных металлов — [alkali metal alloys] сплавы на основе Na, К, Li, Cs или содержащие их в значительном количестве; применяются в современной технике как материалы с особыми химическими или физическими свойствами. Например, сплавы, содержащие Li, используют в… … Энциклопедический словарь по металлургии

сплавы щелочноземельных металлов — [alkali earth metal alloys] сплавы на основе Са, Sr, Ba или содержащие их в значительном количестве; применяются в основном как материалы с высокой химической активностью, например, сплавы АL с 50 60 % Ва используют в качестве геттеров в… … Энциклопедический словарь по металлургии

жаростойкие сплавы

жаросто́йкие спла́вы, окалиностойкие , металлические материалы, стойкие против интенсивного окисления в воздухе или в смеси воздуха с газообразными продуктами сгорания топлива при температуре 8001100°С. Жаростойкость материала обеспечивается за счёт образования на его поверхности при высоких температурах тонкого слоя оксида, изолирующего сплав от непосредственного контакта с кислородом и препятствующего интенсивному окислению. Способность оксидной плёнки защищать сплав от активного взаимодействия с кислородом определяется главным образом механической плотностью плёнки, прочностью её сцепления с основным материалом, а при высоких температурах и сопротивлением оксида диффузионному проникновению ионов металла и кислорода. Жаростойкость материалов характеризуется изменением массы на единицу поверхности за время пребывания при данной температуре.

Основой Ж. с., применяемых в авиастроении, являются никель и сплавы никель железо и кобальт никель (см. Жаропрочные сплавы). Однако высокотемпературные оксиды этих металлов (особенно оксиды железа и кобальта) не обеспечивают достаточно эффективной защиты от диффузионного проникновения реагирующих компонентов. Для получения на поверхности указанных материалов оксидной плёнки с высокой защитной способностью они должны содержать хром. Этот металл, обладая более высокой теплотой окисления, чем другие компоненты сплава, образует при высокой температуре на поверхности сплавов плёнку тугоплавкого оксида хрома Cr₂O₃, защитная способность которого выше, чем у оксидов никеля, железа и кобальта.

Другим элементом, способным создавать эффективные защитные оксидные плёнки, особенно на никелевых и никель-железных сплавах, является алюминий. При содержании хрома в сплаве 1016% достаточно 34% алюминия для образования при высокотемпературном окислении плёнки оксида алюминия Al₂O₃, которая может обеспечить более надёжную защиту, чем Cr₂O₃. На окалиностойкость Ж. с. положительно влияют малые добавки некоторых активных элементов (кальций, иттрий, церий, лантан и т. п.).

Помимо химического воздействия газовой среды Ж. с. могут испытывать действие механических нагрузок при рабочих температурах, в связи с чем в жаростойкую композицию вводят некоторое количество тугоплавких металлов (например, молибдена, вольфрама), что повышает жаропрочность за счёт замедления самодиффузии в твёрдом растворе, не выводя сплав из однофазного состояния. Ещё более эффективно упрочнение за счёт старения. С этой целью в сплав вводят алюминий, титан, ниобий, образующие термостабильные химические соединения с переменной растворимостью в основе сплава, что позволяет с помощью термической обработки (закалки и старения) резко повысить кратковременную и длительную прочность Ж. с. Стареющие сплавы, как правило, обладают пониженными технологическими свойствами (свариваемость, пластичность), что ограничивает возможность упрочнения Ж. с. старением.

М. Я. Львовский.

Энциклопедия «Авиация». - М.: Большая Российская Энциклопедия . Свищёв Г. Г. . 1998 .

Жаростойкие сплавы — окалиностойкие, металлические материалы, стойкие против интенсивного окисления в воздухе или в смеси воздуха с газообразными продуктами сгорания топлива при температуре 800 1100°С. Жаростойкость материала обеспечивается за счёт образования на его … Энциклопедия техники

Жаростойкие и жаропрочные сплавы

Основные сведения о жаростойких и жаропрочных сплавах

Жаропрочные сплавы и стали - материалы, работающие при высоких температурах в течение заданного периода времени в условиях сложно-напряженного состояния и обладающие достаточным сопротивлением к коррозии в газовых средах.

Жаростойкие сплавы и стали - материалы, работающие в ненагруженном или слабо-нагруженном состоянии при повышенных температурах (более 550 °C) и обладающие стойкостью к коррозии в газовых средах.

Активный интерес к подобным материалам стал проявляться в конце 30-х годов XX века, когда появилась необходимость в материалах способных работать при достаточно высоких температурах. Это связано с развитием реактивной авиации и газотурбинных двигателей.

Основой жаростойких и жаропрочных сплавов могут быть никель, кобальт, титан, железо, медь, алюминий. Наиболее широкое распространение получили никелевые сплавы. Они могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее распространенными среди жаропрочных являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050-1100 °C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках.

Классификация жаропрочных и жаростойких сплавов

Поскольку речь идет о жаростойких и жаропрочных сталях и сплавах, то стоит дать определение терминам жаропрочность, жаростойкость.

Термины и определения

Жаропрочность - способность сталей и сплавов выдерживать механические нагрузки при высоких температурах в течение определенного времени. При температурах до 600°С обычно применяют термин теплоустойчивость. Можно дать более строгое определение жаропрочности.

Под жаропрочностью также понимают напряжение, вызывающее заданную деформацию, не приводящую к разрушению, которое способен выдержать металлический материал в конструкции при определенной температуре за заданный отрезок времени. Если учитываются время и напряжение, то характеристика называется пределом длительной прочности; если время, напряжение и деформация - пределом ползучести.

Ползучесть - явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения. Длительная прочность - сопротивление материала разрушению при длительном воздействии температуры.

Жаростойкость характеризует сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при высоких температурах.

Классификация

Можно выделить несколько классификаций сплавов и сталей, которые работают при повышенных и высоких температурах.

Теплоустойчивые стали - работают в нагруженном состоянии при температурах до 600°С в течение длительного времени. Примером являются углеродистые, низколегированные и хромистые стали ферритного класса.
Жаропрочные стали и сплавы - работают в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладают при этом достаточной жаростойкостью. Примерами являются стали аустенитного класса на хромоникелевой или хромоникельмарганцевой основах с различными легирующими элементами и сплавы на никелевой или кобальтовой основе.
Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы - работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при температурах выше 550°С и обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах. В качестве примера можно привести хромокремнистые стали мартенситного класса, хромоникелевые аустенитные стали, хромистые и хромоалюминиевые стали ферритного класса, а также сплавы на основе хрома и никеля.

литейные;
деформируемые.

Свойства жаростойких и жаропрочных сплавов

Для жаропрочных сплавов и сталей основным полезным свойством с практической точки зрения является способность материала выдерживать механические нагрузки в условиях высоких температур. Существуют различные схемы нагружения жаропрочных материалов: статические растягивающие, изгибающие или скручивающие нагрузки, термические нагрузки вследствие изменений температуры, динамические переменные нагрузки различной частоты и амплитуды, динамическое воздействие скоростных газовых потоков на поверхность. При этом указанные материалы должны выдерживать соответствующий тип нагружения.

Основным практически полезными свойствами жаростойких сталей и сплавов является коррозионная стойкость материала в газовых средах при высоких температурах.

В то же время, с точки зрения производства готовых изделий важную роль играют технологические свойства. При создании деформируемых сплавов необходимо обеспечить достаточную технологическую пластичность при обработке давлением, в том числе при температурах 700-800 °С, а литые сплавы должны иметь удовлетворительные литейные свойства (жидкотекучесть, пористость).

Марки жаропрочных и жаростойких сплавов

Жаропрочные стали и сплавы на никелевой основе

В настоящее время сплавы на никелевой основе имеют наибольшее значение в качестве жаропрочных материалов, предназначенных для работы при температурах от 700 до 1100°С.

сплав изготавливается в дуговых и индукционных электропечах и с применением вакуумного дугового переплава;
температура деформации - начало 1160, конец выше 1000 °С, охлаждение после деформации иа воздухе;
рекомендуемые режимы термической обработки: нагрев до 1190±10 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе; нагрев до 1050 °С, выдержка 4 ч, охлаждение на воздухе; старение при 800 °С в течение 16 ч, охлаждение на воздухе;
нагрев до 1180 °С, выдержка 6 ч, охлаждение на воздухе; нагрев до 1000 °С, охлаждение с печью до 900 °С, выдержка 8 ч, охлаждение на воздухе; старение при 850 °С в течение 15 ч, охлаждение на воздухе.

Жаростойкие стали и сплавы на основе никеля и железа

Основными жаростойкими материалами, которые используют в газовых турбинах, печах и различного рода высокотемпературных установках с рабочей температурой до 1350 °С, являются сплавы на основе железа и никеля. Высокое сопротивление окислению сталей и сплавов связано в первую очередь с большим количеством хрома, входящего в состав сплавов. Например, максимальное содержание хрома (по массе) в количестве 26-29 % имеет сплав на основе никеля ХН70Ю.

Выпускаются различные полуфабрикаты из жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов. Стоит отметить жаропрочные прутки и круги, проволоку и нить, жаропрочные листы и полосы, ленту, а также трубы. Перечисленные полуфабрикаты находят применение в областях промышленности, в которых предъявляются высокие требования к жаропрочности и жаростойкости изделий.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

окалиностойкие сплавы, металлические сплавы, стойкие против интенсивной коррозии на воздухе или в др. газовых средах при высоких температурах. Ж. с. применяются как конструкционный материал для слабо нагруженных деталей нагревательных устройств и энергетических установок, а также для изготовления нагревательных элементов сопротивления. Ж. с. имеют никелевую, железную или железо-никелевую основу и содержат до 30% хрома. Некоторые Ж. с. легированы также алюминием или кремнием. При нагреве на их поверхности образуются плотные защитные плёнки, состоящие из продуктов взаимодействия компонентов Ж. с. с компонентами газовой среды. Как правило, это окисные плёнки с преимущественным содержанием окислов легирующих элементов (хрома, алюминия и др.), термодинамически более стойких, чем окислы элементов основы. Защитная роль плёнки зависит от её плотности и прочности сцепления с основным металлом.

Лит.: Игнатов Д. В., Шамгунова Р. Д., О механизме окисления сплавов на основе никеля и хрома, М., 1960; Эванс Ю. P., Коррозия и окисление металлов, пер. с англ., М., 1962.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

закалка с трехкратным отпуском.

Рис.

1) перлитному классу;

2) аустенитному классу;

3) мартенситному классу;

3) ферритному классу.

4. Укажите, к какому классу легированных сталей по структуре в нормализованном состоянии относится сталь, имеющая диаграмму изотермического распада аустенита (рис.):

5. Укажите, к какому классу легированных сталей по структуре в нормализованном состоянии относится сталь, имеющая диаграмму изотермического распада аустенита (рис.):

6. Какая из перечисленных сталей относится к подшипниковым:

7. Какая из перечисленных сталей относится к износостойким:

8. Какая из сталей относится к коррозионно-стойким:

9. Металлические материалы, способные сопротивляться разрушению в агрессивных средах, называются:

Износостойкими.

10. Металлические материалы, способные сопротивляться ползучести и разрушению при высоких температурах при длительном действии нагрузки, называются:

2) жаропрочными;

11. Металлические материалы, обладающие повышенным сопротивлением химическому взаимодействию с газами при высоких температурах, называются:

1) жаростойкими;

12. Напряжение, которое вызывается за установленное время испытания при заданной температуре, заданное удлинение образца или заданную скорость деформации, называется:

1) пределом ползучести;

2) пределом прочности;

3) пределом текучести;

4) пределом длительной прочности.

13. Какая из перечисленных ниже структур имеет более высокие жаропрочные свойства:

Аустенитная.

14. Расположите следующие группы режущих инструментальных материалов в порядке возрастания их теплостойкости: 1 – твердые сплавы, 2 – быстрорежущие стали, 3 – углеродистые инструментальные стали, 4 – природный алмаз:

4) 3, 4, 2, 1.

15. Расположите следующие группы режущих инструментальных материалов в порядке возрастания их твердости: 1 – твердые сплавы, 2 – быстрорежущие стали, 3 – углеродистые инструментальные стали, 4 – природный алмаз:

16. Цель легирования:

1) создание сталей с особыми свойствами (жаропрочность, коррозионная стойкость и т. д.);*

2) получение гладкой поверхности;

3) повышение пластических свойств;

4) уменьшения поверхностных дефектов.

17. Какой легирующий элемент обозначается буквой С при маркировке сталей?

18. Буква А при маркировке стали 38ХМЮА обозначает:

2) высококачественную сталь;

3) автоматную сталь;

4) сталь ферритного класса.

19. Буква А при маркировке стали 12ГН2МФАЮ обозначает:

20. Буква А при маркировке стали АС40ХГН обозначает:

21. Укажите состав стали 35Х2АФ:

1) 0,35% С; 2% Cr, ≈1% N и V;

2) 3,5% С; 2% Cr, ≈1% N и V;

3) 0,35% С; 2% Cr, ≈1% V, высококачественная;

4) 0,35% Cr, 2% N и 1% V;

22. В сталях, используемых для изготовления строительных конструкций, содержание углерода должно быть:

2) от 0,35 до 0,45%;

3) не более 0,25%;

23. Укажите состав стали 60СГ:

1) 6% углерода; 1% кремния, 1% марганца;

2) 6% углерода; 1% свинца, 1% марганца;

3) 0,6% углерода; 1% кремния, 1% марганца;

4) 0,6% углерода; 1% свинца, 1% графита.

24. Укажите состав стали 50ХФ:

1) 0,5% углерода; 1% хрома, 1% ванадия;

2) 0,5% углерода; 1% хрома, 1% вольфрама;

3) 5% углерода; 1% хрома, 1% ванадия;

4) 50% углерода; 1% хрома, 1% ванадия.

25. Укажите количество никеля в стали марки 20Х2Н4:

26. Укажите количество молибдена в стали марки 15Х11М2Ф:

27. Укажите состав стали 110Г13Л:

1) 1,1% углерода, 13% марганца;

2) 11% углерода, 13% марганца;

3) 1,1% углерода, 1,3% марганца;

4) 1,1% углерода, 13% марганца, 1% лития.

28. Выберите марку стали, подвергаемую цементации:

Х2Н4А.

29. Цеметуемые стали для упрочнения подвергают:

1) закалке с низким отпуском;

2) закалке со средним отпуском;

3) закалке с высоким отпуском;

4) закалке с трехкратным отпуском.

30. Выберите термическую отработку для рессорно-пружинных сталей:

1) закалка с низким отпуском;

2) закалка со средним отпуском;

3) закалка с высоким отпуском;

4) закалка с трехкратным отпуском.

31. Выберите термическую отработку для шарикоподшипниковых сталей:

закалка с трехкратным отпуском.

32. Улучшаемые стали подвергаются:

33. Для изготовления мелкоразмерных режущих (слесарных) инструментов (метчиков, напильников, развёрток и др.) применяются:

1) У10А – У13А;

4) 03Х18Н10, 17Х18Н9.

34. Выберите оптимальный материал для режущего инструмента, работающего при температуре 100 °С:

35. Выберите оптимальный материал для режущего инструмента, работающего при температуре 200 °С:

36. Выберите оптимальный материал для режущего инструмента, работающего при температуре 500 °С:

Т15К10.

37. Выберите оптимальный материал для режущего инструмента, работающего при температуре 1000 °С:

38. Основным легирующим элементов в быстрорежущей стали Р18 является:

39 Какие карбиды составляют основу твердого сплава Т5К10?

1) Карбид вольфрама + карбид титана;

2) карбид хрома + карбид молибдена;

3) карбид марганца + карбид хрома;

4) карбид молибдена + карбид вольфрама.

40. Какие карбиды составляют основу твердого сплава ВК8?

3) карбид вольфрама;

41. Укажите оптимальное содержание углерода в штамповых сталях для холодного деформирования:

42. Укажите оптимальное содержание углерода в штамповых сталях для горячего деформирования:

43. Латуни и бронзы – это сплавы на основе:

44. Латунь Л80. Цифра в маркировке обозначает:

2) временное сопротивление;

3) содержание меди;

4) содержание цинка.

45. Из предложенных марок сплавов выберите марку свинцовистой бронзы:

Бр С30.

46. Из предложенных марок сплавов выберите марку алюминиевой бронзы:

47. Основным легирующим элементом титана является:

48. Упрочняющей термической обработкой титановых сплавов является:

2) закалка с низким отпуском;

3) закалка со старением;

49. Титан применяется в авиастроении из-за:

1) пониженной плотности (4505 кг/м 3 );

2) высокой температуры плавления (1672 °);

3) высокой коррозионной стойкости;

Хорошей свариваемости.

50. Высокая коррозионная стойкость алюминиевых сплавов обусловлена:

1) типом кристаллической решетки;

2) наличием тонкой окисной плёнки Al₂O₃;

3) наличием примесей;

4) легированием хромом.

51. Какой из предложенных деформируемых алюминиевых сплавов подвергается упрочняемой термообработке?

52. Основным легирующим элементом силуминов является:

53. Выберите из нижеперечисленных сплав алюминия с марганцем:

54. Выберите из нижеперечисленных сплав алюминия с магнием:

55. Выберите из нижеперечисленных сплав алюминия с кремнием:

АЛ2.

56. Выберите из нижеперечисленных сплав алюминия с медью:

57. Упрочняющей термической обработкой алюминиевых сплавов является:

58. Коррозия вызывается:

2) стремлением к уменьшению свободной энергии в различных средах в данных условиях;

3) изменением количества свободных электронов металла;

4) изменением концентрации вакансий.

Ограждение места работ сигналами на перегонах и станциях: Приступать к работам разрешается только после того, когда.

Перечень документов по охране труда. Сроки хранения: Итак, перечень документов по охране труда выглядит следующим образом.

Поиск по сайту

Читайте также: