Курс «Основы выбора и применения материалов для трубопроводной арматуры». Станислав Львович Горобченко
Читать онлайн книгу.
Cr-Ni расплава постоянно натыкается на необходимость в изменении марочного состава сталей и перехода к новой системе легирования.
Лучшим доказательством исчерпанности их возможностей является применение конструкторами штампосварных или штампопаяных вариантов изделий, где использование литья более технологично и целесообразно. Литейщикам же для обеспечения надежной эксплуатации приходится давать технологический напуск в 2–2,5 раза превышающий расчетную толщину стенки отливки.
Магистральным направлением в разработке идеи легирования литейных хладостойких сталей для сверхнизких температур является анализ и оценка легирования с позиций их комплексного влияния на свойства в жидком и твердом растворе. Химический состав сталей должен обеспечивать хорошее раскисление расплава, как один из важнейших способов устранения влияния литой структуры и сочетаться с высокой хладостойкостью. Следует отметить, что новая основа стали открывает хорошие перспективы повышения свойств за счет разработки новых комплексов модификаторов, использования более совершенных технологий и т. д.
Инжиниринг литых сталей должен реализовать цели отыскания легирующего комплекса сталей, способных одновременно повысить химические и литейные свойства. При этом должна реализоваться возможность достижения высокой хладостойкости при введении легирующих элементов, обладающих сильной раскислительной способностью.
Сейчас это стали с высоким содержанием марганца. Они входят в жизнь, заменяя хорошо известные хромоникелевые стали типа 12Х18Н10Т и имеют доказанные характеристики выше хромоникелевых литейных сталей. Но их уже поджимают и новые виды сталей, способные дать еще более высокие технико-экономические показатели при более низкой стоимости.
Некоторое представление о путях развития литейных сплавов может дать график, рис. 2.1.
Рис. 2.1. Модель жизненного цикла системы "Литая сталь для криогенных температур"
1. – ОН6А, 0Н9А, 07Х16Н6Б
2. – 12Х18Н10
3. – 12Х14Г14Н4
4. – 07Х13Г19–28
5. – 08Х5–8Г25–28
6. – 08Г25Ю5
Рисунок демонстрирует основные этапы развития и тенденции в использовании литых сплавов криогенного назначения. Свое восхождение стали начали с использования недорогих ферритных составов, облагороженных никелем (Сталь 0Н6А), а также, стремясь повысить прочность при комнатной температуре, ограниченное применение начали находить составы с мартенситной или аустенитно-мартенситной матрицей.
В дальнейшем стало ясно, что только аустенитная структура гарантирует надежность и работоспособность сталей при криогенных температурах и основным используемым материалом становится сталь 12Х18Н10Т, а в литейном варианте – сталь 12Х18Н9Л. Чтобы повысить ее вязкие свойства при криогенных температурах, требовалось повышать содержание никеля, что удорожало бы ее. Однако для литого варианта это не приводило