Стали перлитного класса марки

Все о перлитных сталях

  1. Характеристика и состав
  2. Классификация
  3. Производство
  4. Применение

Потребителям металлов важно выяснить, что это такое — перлитные стали, какие марки к ним относятся. Необходимо разобраться, каково влияние перлита на свойства и структуру стали. Еще один важный нюанс — узнать, где применяют жаропрочные стали.

Характеристика и состав

Сразу стоит указать, что перлитные стали принято относить к слаболегированному и среднелегированному типам. Когда их отожгут или прокатают на специальном оборудовании, можно обрабатывать конструкции самыми разными режущими приспособлениями. С химической точки зрения перлитная сталь традиционно представляет собой смесь железа с углеродом. Перлитом металловеды называют эвтектоидное сочетание феррита и цементита. Эта микроструктура появляется при относительно медленном понижении температуры менее чем до 727 градусов.

Одновременно гамма-железо переходит в другую форму — альфа-железо. Этот процесс сопровождается понижением концентрации углерода. В доэвтектоидной стали содержится довольно много феррита. Дисперсность сплава определяется степенью его переохлаждения в процессе производства.

Относительное количество углерода может гибко варьироваться, но оно не может превосходить 2,14%.

При этом суммарная доля легирующих компонентов должна достигать максимум 5%. Такие особенности химического состава позволяют добиться отличного результата и получать превосходные сплавы почти любого назначения. Необходимо понимать при этом, что перлит эвтектоидной стали отличается от сорбита и троостита только уровнем дисперсности. Чем она выше, тем тверже и прочнее оказывается образец. Поэтому варьирование этих структур не менее актуально, чем корректировка по углероду.

Кристаллическая решетка сталей меняется несколько раз, при различных температурах — 768, 898, 910 и 1390 градусов. Пластинчатый перлит получается в том случае, если сплав стремительно остужают, и входящий в его состав цементит приобретает форму пластинок на микроуровне. Но если остужать заготовку еще быстрее, вместо этой микроструктуры получатся совершенно другие образования.

Характерное для перлита влияние на свойства стали — не только увеличение прочности и повышение твердости, но и уменьшение подвижности диспозиций; сульфидно-оксидная коррозия вполне вероятна, однако существенную опасность имеет только при высоких температурах.

Классификация

Перлитные стали относятся к самым разным категориям сплавов в зависимости от точного состава, химических и физических свойств, области применения. По классам качества выделяют:

  • металл обыкновенного качества;
  • качественную продукцию;
  • высококачественные партии.

По способу производства в основном упоминают такие виды, как:

  • мартеновские;
  • бессемеровские;
  • тигельные;
  • получаемые в кислородных конвертерах;
  • вырабатываемые в электрических печах.

Выделяют такие категории (марки) сплавов, как:

  • инструментальные;
  • конструкционные;
  • специальные;
  • штамповочные;
  • жаропрочные;
  • строительные стали.

Маркировка легированных сталей иллюстрирует количественное содержание углерода. Дальше буквами показывают содержание легирующих компонентов. Если их доля менее 1,5%, эту концентрацию просто не пишут. Углеродистые сплавы четко отличают от легированных образцов. Они не взаимозаменяемы.

Сталь, имеющая структуру перлит и цементит вторичный в комбинации с ледебуритом, мало отличается от доэвтектического чугуна.

Что касается сплавов конструкционных с пределом текучести свыше 360 МПа, они маркируются как М03 или W03. По свариваемости также выделяют группы:

  • М02 (сталь низколегированная, содержание хрома и молибдена);
  • М01 (перлитная группа с текучестью до 360 МПа);
  • М04 (высокохромистые сплавы).

По вхождению углерода выделяют прежде всего эвтектоидную сталь. В ней содержится точно 0,8% этого элемента; при меньшей концентрации говорят о доэвтектоидной, а при большей — о заэвтектоидной группе. Доэвтектоидный сплав еще относят к феррито-перлитной категории. В эвтектоидном металле встречается пластинчатый либо зернистый перлит. Заэвтектоидная продукция состоит из перлито-цементитной комбинации.

Сталь 45 перлит относят к доэвтектоидной категории. Этот металл необходимо улучшать (к примеру, отжигая его или закаливая). Необходимые качества достигаются только после перевода в аустенитное состояние. То же самое относится и к стали 60 перлит; она предназначена для различных конструкций и содержит относительно много марганца. Иногда применяют и подкаливающиеся перлитные стали, но это уже прерогатива узких специалистов.

Производство

Очень интересно выяснить, как все это получают. Выработать перлит в легированной стали трудно даже при отлично поставленной термообработке. Образование эвтектоида усложняется вовлечением в процесс вспомогательных веществ. Порой между различными структурами легирующие компоненты распределяются неравномерно. Добавлять большое количество хрома не рекомендуется. Введение дополнительных компонентов позволяет улучшать характеристики сплава. Так, никель улучшает свариваемость металла. Титан увеличивает не только плотность, но и эластичность материала. Последовательность производства та же, что и у сталей других типов: плавление шихты, кипение ванны, раскисление. Подвергают отжигу на зернистый перлит как эвтектоидные, так и заэвтектоидные сплавы.

Процедура отжига подразумевает:

  • прогрев до точки полного или неполного отжига (в зависимости от конкретного состава);
  • поддержание в равномерно прогревающемся состоянии;
  • после достижения фазового перехода — постепенное охлаждение сплава с учетом всех особенностей конкретной плавки.

Применение

То, где применяют перлитную сталь, зависит от ее конкретных характеристик. Так, потребителями жаростойких или теплоустойчивых продуктов являются производства:

  • котельного оборудования;
  • турбин;
  • компрессоров;
  • печей;
  • паропроводов;
  • запорной арматуры.

Хорошими примерами перлитных сталей являются:

  • 15Х;
  • 40ХГ;
  • 16Г2АФ;
  • 35ГС;
  • 16М.

Из 15Х часто делают втулки и шестеренки, валики и толкатели. Сплавы 40ХГ идут на штоки, болты и шпильки. Материал 35ГС востребован производителями арматуры с периодическим профилем. Продукцию категории 16Г2АФ обычно отпускают для изготовления металлических ферм. Получают из нее и иные металлоконструкции.

Очень важное значение имеет точное определение свариваемости и конкретных параметров, при которых сплавы могут быть сварены оптимальным образом.

Большой проблемой является образование холодных трещин и потеря прочности в местах, которые обрабатывают сварщики. Профессионалы часто прибегают к подогреву свариваемых изделий. В технологии сварки есть и иные нюансы:

  • при обработке сталей с разным уровнем легирования электроды и присадки берут с расчетом на менее легированный металл;
  • режим, напротив, подбирают под более легированную часть;
  • ручная дуговая сварка подразумевает применение электродов с фтористо-кальциевой поверхностью;
  • при незначительной или нулевой разнице в легировании можно прогревать металл до предельно допустимого для менее легированного образца значения;
  • подогрев должен производиться очень тщательно (низкие температуры неэффективны, высокие — нарушают химические и физические свойства материала).

Перлитный класс стали: описание, марки, сварка

Термин «перлитный класс» относится к определённым композитным микроструктурам на основе железа. Перлитная сталь характеризуется совместным расположением тонких слоев феррита и цементита, которые образовались в результате эвтектоидной реакции аустенита.

  • Описание перлитных сталей
  • Характеристики и маркировка
  • Классификация
  • Процесс производства
  • Особенности сварки
  • Сферы применения

Пластинчатый вид перлита немного вводит в заблуждение, поскольку отдельные пластины и внутри колонии перлита фактически взаимосвязаны в трёх измерениях. Однако фактически такие колонии представляют собой взаимопроникающие бикристаллы феррита и цементита.

Описание перлитных сталей

Перлит образуется при достаточно медленном охлаждении в системе железо-углерод в эвтектоидной точке на фазовой диаграмме Fe-C (723°C, температура эвтектоида). В чистом сплаве Fe-C он содержит около 88 объёмных процентов феррита и 12 объёмных процентов цементита. Перлит известен своей вязкостью, а в сильно деформированном состоянии – весьма высокой прочностью.

При изучении под микроскопом перлит имеет характерный вид, создаваемый тонкими пластинчатыми полосами. Он напоминает перламутр, естественную пластинчатую структуру, встречающуюся у некоторых видов моллюсков. Однако из этого не следует, что перлит создаётся путём естественного осаждения последовательных слоёв. Он образуется в результате специальной обработки эвтектоидной смеси, разделяя показатели твёрдости и прочности.

Читайте также  Отпуск стали в домашних условиях

Перлит является продуктом разложения аустенита в результате эвтектоидной реакции, поэтому все стали рассматриваемого класса характеризуются пластинчатым расположением феррита и цементита. Перлит растёт в виде конкреций на границах предшествующего аустенита, поэтому каждое скопление может иметь разные колонии или ориентацию. Эти конкреции могут распространяться, чтобы покрыть предшествующие границы аустенита. Путем изменения температуры реакции расстояние или масштаб длины любой стали перлитного класса можно изменить путём разветвления цементита.

Характеристики и маркировка

  1. Обычно перлитную структуру количественно характеризуют тремя параметрами.
  2. Процентным содержанием феррита и перлита.
  3. Расстоянием между пластинами перлита.
  4. Диаметром конкреций перлита.

Эти параметры меняются в зависимости от температуры превращения. Условия, необходимые для получения полностью перлитной структуры путем непрерывного охлаждения, определены для обычных углеродистых сталей, которые содержат от 0,2% до 0,8% углерода.

Когда содержание углерода становится меньше 0,6%, перлит всегда является вырожденным: он имеет низкий предел текучести, но зато обладает хорошей пластичность, в частности, повышенным коэффициентом линейного растяжения.

Перлитные стали, содержащие более 0,6% C, всегда имеют нормальные пластинки цементита с высоким пределом текучести, но с небольшим уменьшением площади. Специальная маркировка сталей перлитного класса отсутствует, поскольку все они являются мало- или среднеуглеродистыми конструкционными сталями (легированными или нелегированными). Поэтому технические требования к сталям данного класса полностью охватываются ГОСТ 1050-88 и ГОСТ 4543-2016: эти стали содержат не более 0,30…0,60 % углерода, при сравнительно небольшом количестве легирующих элементов. В основном — хром, молибден или никель. Типичные представители – стали 20Х, 50ХН, 30 ХМ, и т.п.

Классификация

Согласно принятой терминологии классификацию сталей перлитного класса рекомендуется производить по проценту углерода, который имеется в них. При условии равновесности микроструктуры (имеется в виду медленное охлаждение, которое исключает образование цементита Fe3C) различают стали:

  1. Доэвтектоидные
  2. Эвтектоидные
  3. Заэвтектоидные.

Как уже отмечалось, доэвтектоидные стали содержат не выше 0,6% углерода, а заэвтектоидные — более 0,6…0,8%. В доэвтектоидных сталях равновесная микроструктура при комнатной температуре состоит из феррита и перлита; этот феррит называется доэвтектоидным ферритом. Охлаждение от аустенита (в области от 875°C до 775°C) и дальнейшее охлаждение до комнатной температуры даёт микроструктуру, состоящую из доэвтектоидного феррита и перлита (изотермическое превращение происходит при 727°C, когда аустенит достигает эвтектоидного состава).

Когда температура становится ниже линии эвтектоида (727°C), весь аустенит превращается в перлит, при этом практически не происходит никаких изменений в структуре доэвтектоидного феррита, полученной во время охлаждения. Проэвтектоидный феррит присутствует в виде непрерывной матричной фазы, окружающей изолированные колонии перлита. Феррит также присутствует в перлите, он известен как эвтектоидный феррит, который на микрофотографиях кажется белым. Тёмный вид перлита объясняется узостью состава присутствующих в нём микрокомпонентов.

Сталь, содержащая 0,8% C, известна как эвтектоидная. Равновесная микроструктура, полученная при комнатной температуре, представляет собой перлит, который, в свою очередь, является смесью феррита и цементита. Феррит — очень мягкий, а цементит — очень твердый компонент стали. Такая микроструктура получается путём равновесного охлаждения от 800°C и имеет пластинчатую структуру.

Толстые слои в зерне перлита представляют собой фазу феррита, а фаза цементита выглядит как тонкие тёмные пластинки.

Перлит имеет свойства, промежуточные между мягким пластичным ферритом и твердым хрупким цементитом. В заэвтектоидной стали равновесная микроструктура при комнатной температуре содержит доэвтектоидный цементит и перлит. Основное отличие от доэвтектоидной структуры состоит в том, что наблюдается непрерывная сеть цементита, которая разделяет каждую перлитную колонию. По мере увеличения содержания углерода толщина цементитной сетки увеличивается.

Процесс производства

Оптимизация производства сталей перлитного класса связана с поиском наилучших сочетаний легирующих элементов: их, как известно, не должно быть много, поэтому исследования отличаются тщательностью.

В частности, для улучшения прокатки регулируют предельный процент ванадия и кремния ванадия и кремния – элементов, повышающих эксплуатационные показатели данных сталей.

Результаты механических испытаний показывают, что подобные легирующие добавки благоприятно влияют на механические свойства сталей, особенно тех, что касаются прочности на разрыв. Кремний упрочняет перлит, в основном за счет твердорастворного упрочнения ферритной фазы. Ванадий увеличивает прочность перлита, в основном за счет дисперсионного упрочнения перлитного феррита. При добавлении по отдельности эти элементы обеспечивают относительно большее упрочнение при более высоких температурах превращения. При добавлении в комбинации (ванадий+кремний) поведение отличается, и достигается существенное увеличение прочности при всех исследованных температурах превращения (от 550°C до 650°C).

Особенности сварки

Сварка перлитных сталей, независимо от способа, обычно не встречает никаких сложностей. При сварке происходит локальное плавление, повторное затвердевание и последующее охлаждение до комнатной температуры.

Микроструктура в зоне термического влияния включает центральную область расплава с аустенитом, который получен путём локального нагрева перлита. При условии, что сварной шов достаточно медленно охлаждается до комнатной температуры, в области сварного шва образуется перлит. Он может иметь другой размер зерна, чем исходный материал, но будет обладать аналогичными свойствами. При повышенной скорости охлаждения равновесный фазовый переход не происходит, поэтому в зоне расплава из аустенита образуется мартенсит. В результате сварной шов становится твёрдым и хрупким, что для механического соединения деталей нежелательно. Чтобы избежать этой ситуации, обычно уменьшают скорость охлаждения или подвергают сварной шов термообработке (отпуску).

Сферы применения

Стали перлитного класса в исходном состоянии хорошо обрабатываются методами обработки резанием, поэтому применяются в качестве распространённых конструкционных материалов, в том числе, изготавливаемых штамповкой и сваркой.

При необходимости повышения прочностных свойств проводится термообработка, которая заключается в закалке с последующим низким отпуском. Она выполняется преимущественно в масло, что позволяет наиболее полно произвести аустенитное превращение.

В настоящее время перлитные стали являются самыми прочными и в то же время пластичными материалами. Однако не рекомендуется применять их для изготовления продукции, работающей в условиях высоких температур, поскольку жаропрочность перлитных сталей невысока.

Марганцовистая машиностроительная сталь перлитного класса

Марганцовистая машиностроительная сталь перлитного класса

  • Перлит класс марганец механически стальной 1.0-2.0% МП за-эвтектоидная машины во время производство марганца сталь легко обрабатывается и имеет глубокое свойство гасить. Благодаря своим механическим свойствам, по сравнению с углеродистой сталью, такая сталь в изделиях диаметром 30-40 мм обладает достаточно хорошей вязкостью и высокой прочностью тсри. При 0,1-0,7% С (до 0,05-0,10%) марганцевая сталь используется в промышленности при машинном производстве примерно на 0,7-1,8% от марки 20 Мп. В таблице.

Рисунок 19 показывает химический состав и критические точки Юрско-марсианско-Жемчужной горной стали некоторых наиболее распространенных марок. Таблица 19 средняя марганцевая сталь Марка стали 15г 20г ЗОГ 40г 50г 60г 70г 30Г2 40Г2 50G2 С% 0.12-0.18 0.17-0.24 0.27-0.34 0.37-0.44 0.47-0.55 0.57-0.65 0.67-0.75 0.27-0.34 0.37-0.44 0.47-0.55 MP、% 0.7-1.0 0.7-1.0 0.7-1.0 0.7-1.0 0.7-1.0 0.7-1.0 0.9-1.2 1.4-1.8 1.4-1.8 1.4-1.8 Критическая точка°С Как( 720. 720. 720. 720. 720. 720. 720. Семьсот десять Семьсот десять Семьсот десять Ас. 880. 850. Восемьсот десять Семьсот девяносто Семьсот семьдесят Семьсот шестьдесят 740. Семьсот девяносто Семьсот семьдесят Семьсот пятьдесят Примечание 1 содержание кремния 0,17

Читайте также  Поверхностная закалка стали

0,37%, серы и фосфора в количестве 0,08% или менее. 15 г и 20 г стали имеют повышенную прочность, высокую вязкость, подвержены

холодной пластической деформации и механической обработке, хорошо свариваются. Людмила Фирмаль

Такие стали часто используются в различных сварных конструкциях без термической обработки и после нормализации от 900-940°, таких как болты, гайки, заклепки и др. Марганцевая сталь, в том числе 0,15〜0,20% C, также используется в качестве цемента для изделий без больших нагрузок. При цементировании этой стали происходит плавный переход от цементного слоя к нецементному ядру 96 МН стали После цемента воздушно-корпуса, поверхностная твердость продукта Ain равномерна(отсутствие мягкого пятна).

Цементирование марганцевой стали проводят при 900-920°, а продолжительность цементации для получения слоя определенной глубины примерно такая же, как и у обычного углерода steel. To исключите перегрев и измельчение зерновых продуктов 160. 120. Южная Осетия $ .Восемьдесят * о » аз Сорок Иди. В * ^ — Восемь ^ Л Ч ы ы Н. Н. Н. Восемьдесят 70. 60. Пятьдесят 」 Тридцать Двадцать / ля Триста миллиардов четыреста миллионов пятьсот тысяч шестьсот Температура отпуска, Сто 30. Механические свойства стали 50Г2 после закалки от 800°и отверждения при различных температурах В случае марганцевой стали, после цементации, она охлаждается с маслом 820-840°, чтобы сделать промежуточное упрочнение, затем она окончательно затвердевает и придает цементу высокую твердость layer. In в некоторых случаях вместо первичного (промежуточного) твердения цементные изделия нормализуются в коробку с хорошо развитым карбюратором.

  • Последняя нота-от 780 до 800°.Крупные отвержденные продукты охлаждают водой или водой в масле, а мелкие отвержденные продукты охлаждают маслом. Праздник проходит при температуре 160-180°. Модифицированные стали с низким содержанием углерода ZOG, 30G2, 40G и 40G2 закаляются водой или маслом (в зависимости от размера изделия) и охлаждаются на 830-880°(в зависимости от критической точки).Отпуск дается при заданной твердости при 450-650°.Эта сталь используется при изготовлении таких изделий, как теплая, полуосевая и рычажная.

Сталь со средним содержанием углерода (50G и 50G2) закаляется маслом при 820-840°, а после отпуска при 450-600° эта сталь приобретает высокую прочность с достаточным содержанием перлита марки марганцевой конструкционной стали 97. 2.0 Вязкость. Эта сталь использована в подобных продуктах как кривошины, ведущие шатуны и цапфы. Сталь с высоким содержанием углерода (60 г и 70 г) закаляют при 800-820°с при охлаждении маслом, а температура отпуска заданной твердости составляет 200-450°.

Такие стали применяют для холодной ударной штамповки инструментов (обжимов, штампов, кувалд и др.), а также пружины, пружины, фрикционные диски и др. Людмила Фирмаль

На рис. 30 показано, как температура отпуска влияет на изменение механических свойств стали 50Г2 после закалки маслом от 800°С. В условиях отжига предел прочности этой стали составляет около 70 кг

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Полное меню
Основные ссылки

На правах рекламы:

Вернуться в «Каталог СНиП»

ГОСТ 20072-74* Сталь теплоустойчивая. Технические условия.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛЬ ТЕПЛОУСТОЙЧИВАЯ

Технические условия

Heat-resistant steel . Specifications

ГОСТ
20072-74*

Взамен ГОСТ 10500-63 в части теплоустой чи вой стали и ГОСТ 5632-72 в части марок 15 ´ 5, 15 ´ 5М, 15 ´ 5ВФ, 12 ´ 8ВФ

Постановлени е м Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 13 августа 1974 г. № 1966 срок вв ед ения установл ен

с 01. 0 1.76

Ограничение срока действия снято по решению Межгосударственного Сов е та по стандарт и зации, метролог и и и с е ртификации (ИУС 2 -9 3)

Н астоящий стандарт распространяется на легированную теплоустойчивую сталь перлитного и мартенситного классов горячекатаную и кованую диаметром или толщиной до 200 мм, калиброванную, изготовляемую в прутках, полосах и мотках.

Сталь предназначается для изготовления деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 600 °С в течение д лительного времени.

В част и норм химического состава стандарт распространяется на сл и тки, все виды проката, поковки и штамповки.

Показатели технического уровня, установленные настоящим стандартом, предусмотрены для высшей и первой категорий качества.

(Измененная редакция, Из м . № 2).

1. КЛАССИФИКАЦИЯ

1.1. По видам обработки сталь подразделяют:

кал и брованная;

кал и брованная шлифованная.

1. 2. По состоянию материала сталь подразделяют:

без термической обработки;

термически обработанная — Т;

на га рт ован ная — Н (для калиброванной стали).

1.3. В зависимости от назначения горячекатаная и кованая сталь подразделяются на подгруппы:

а — для горячей обработки давлением;

б — для холодной механической обработки (обточки , строжки , фрезерования и другой обработки по всей поверхности);

в — д ля холодного волочения (подкат).

Назначение стали (подгруппа) должно быть указано в зака з е.

2 .1 а. Сортамент стали должен соответствовать требованиям:

ГОСТ 2590-88 — д ля горячекатаной круглой;

ГОСТ 2591-88 — для горячекатаной квадратной;

ГОСТ 1133-71 — для кованой круглой и квадратной;

ГОСТ 103-76 и ГОСТ 4405-75 — д ля горячекатаной полосовой;

ГОСТ 7417-75 — для калиброванной круглой;

ГОСТ 14955-77 — для калиброванной круглой со специальной отделкой поверхности;

ГОСТ 8559-75 — для калиброванной квадратной;

ГОСТ 8560-78 — для калиброванной шестигранной.

1. Допускается изготовлять горячекатаную квадратную ст а ль со стороной квадрата д о 100 мм по ГОСТ 2591-88 с углами , закругленными рад и усом не п ревышающ и м 0,15 стороны квадрата.

2. Допускается поставлять круглую калиброванную шлифованную сталь д л и н о й не менее 2 м.

Примеры условных обозначений

Сталь горячекатаная квадратная , со сторонам и квадрата 30 мм, обычной точности проката В по ГОСТ 2591-88 марки 20X 3М ВФ, для горячей обработки, без термической обработки:

Квадрат ____ В30 ГОСТ 2591-88 ___

2 0 Х3 МВФа ГОСТ 20072-74

Сталь горячекатаная полосовая, толщиной 36 мм, ш и риной 90 мм, по ГОСТ 103-76 марки 20Х1М1Ф1БР-Ш, для холодной механической обработки, термически обработанная :

Пол оса _______36 ´ 9 ГОСТ 103-76 ________

20Х1 М 1 Ф 1БРШ — б —Т ГОСТ 20072-74

Сталь калиброванная круглая диаметром 25 мм, класса точности 4, ГОСТ 7417-75, марки 12Х1М Ф , качество поверхности группы В, нагартованна я:

Круг ____25 4 ГОСТ 7417-7 _____

12Х1 М ФВН ГОСТ 20072-74

Разд. 2а. (Введен дополнительно, Изм. № 2).

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Легированную теплоустойчивую сталь изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технолог и ческому регламенту, утвержденному в установленном п орядке.

2.2. Марк и и химический состав стали должны соответствовать указанным в табл. 1.

Читайте также  Металл который делает сталь нержавеющей это

Массовая доля серы и фосфора в стали высшей категории качества дол ж на быть на 0,005 % меньше значений, приведенных в табл. 1 .

2.1; 2.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).

2.3. В готовом прокате и изделиях при соблюдении норм механических свойств и других требований настоящего стандарта допускаются отклонения по химическому составу, не превышающ и е норм, указанных в табл. 2.

2.4. Горячекатаную и кован у ю сталь перлитного класса изготовляют т ермич е ск и обработанной (отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском) или без термической обработки.

По соглашению между потребителем и изготовителем сталь перлитного класса может изготовляться после закалки с высоким отпуском.

Горячекатаную и кованую с т аль мар т енс ит но го класса изготовляют т е рм и чески обработанной (отожженной, отпущенной ил и нормализованной с высоким отпуском).

Калиброванную сталь в соответствии с заказом изготовляют термически обработанной или нагартованной (за исключением стали марки 20Х3М ВФ ).

2.5. Твердость горячекатаной и кованой отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском стали, должна соответствовать нормам, указанным в табл. 3.

Нормы твердости горячекатаной и кованой термически обработанной стали марки 18Х3МВ, а также калиброванной и калиброванной шлифованной термически обработанной или нагартованной стали устанавливаются по согласованию между потребителем и и зготовителем.

Т ве рдост ь калиброванной термически обработанной стали марки 25 X1МФ должна быть не более 255 НВ (диаметр отп е чатка не мен ее 3,8 мм).

2.6. На поверхности горячекатаных и кованых прутков, п редназначенных для горячей обработки давлением и холодного волочения (подгруппы а и в), местные дефекты должны быть удал е ны пологой вырубкой ил и зачисткой, ширина которой должна быть не менее пят и кратной глубины.

Глуб и на зачист ки дефектов не должна превышать следующих величин:

8 % размера (диаметра ил и толщины) — для размеров св. 140 до 200 мм;

5 % размера (диаметра или толщины) — для размеров св. 40 до 1 40 мм;

суммы предельных отклонений — для размеров 40 мм и менее.

Глуб и на зачистк и дефектов считается от фактического размера.

На пов е рхности прутков допускаются без зачистки отдельные р и ск и , отп е чатк и и рябизна в пределах половины суммы предельных отклонен и й, а такж е волосовины глуб и ной, не превышающей 1 / 4 суммы пр е д е льных отклонений.

По соглашен и ю между потребителем и и зготов и телем круглые прутки и зготовляются с обточенной пли ободранной поверхностью.

Стали перлитного класса (ГОСТ 20072-79)

Для изготовления малонагруженных деталей и узлов энергетических установок, работающих при температурах не выше 500 — 580 О С, используют низкоуглеродистые стали перлитного класса, содержащие не менее 1% хрома, молибдена и ванадия. Эти элементы, повышая температуру рекристаллизации феррита и затрудняя диффузионные процесс, повышают жаропрочность стали.

Для изготовления деталей котельных установок, работающих при 510 О С и давлении 1000-1100 МПа, применяют сталь 15ХМ или более жаропрочную 12Х1МФ. Сталь 12Х1МФ удовлетворительно обрабатывается давлением и сваривается. После нормализации 960 — 980 О С и отпуска при 740 О С предел ползучести этой стали ? 560 10 -4 = 85 МПа; предел длительной прочности ? 560 10 4 = 140 МПа.

Стали мартенситно-ферритного класса

Детали и узлы газовых турбин и паросиловых установок изготавливают из мартенситных сложнолегированных сталей 18Х12ВМБФР и 15Х12ВНМФ, в состав которых входят Mo, W, V, Nb, B. Эти элементы повышают температуру рекристаллизации. Они образуют карбиды типа М23С6, М7С3, М2С, МС и соединение Fe2Mo, в результате повышается жаропрочность стали.

Рабочие температуры этих сталей могут достигать 600 — 620 О С.

Для получения оптимальной жаропрочности высокохромистые стали закаливают на мартенсит. Структура сталей после отпуска — сорбит и троостит. Для стали 18Х12ВМБФР при 550 О С ?10 5 = 250?300, а для стали 15Х12ВНМФ — 200 МПа.

Стали аустенитного класса (ГОСТ 5632-72)

Для получения структуры аустенита эти стали должны содержать большое количества хрома, никеля и марганца. Для достижения высокой жаропрочности их дополнительно легируют Mo, W, V, Nb и B. Эти стали идут для изготовления деталей, работающих при 500-750 О С. Жаропрочность аустенитных сталей выше, чем перлитных и мартенситно-ферритных. Сталей.

Аустенитные стали пластичны и хорошо свариваются, однако обработка их резанием затруднена.

Аустенитные стали по способу упрочнения делят на три группы:

1. твердые растворы, содержащие сравнительно мало легирующих элементов;

2. твердые растворы с карбидным упрочнением. В этом случае упрочняющими фазами могут быть как первичные (TiC, VC, ZrC, NbC и др.), так и вторичные карбиды (М23С6, М7С3, М6С), выделяющиеся из твердого раствора;

3. твердые растворы с интерметаллидным упрочнением. Упрочняющей фазой в этих сталях является ?-фаза типа Ni3Ti, Ni3Al, Ni3Nb и др.

Стали с интеметаллидным упрочнением более жаропрочны, чем стали с карбидным упрочнением.

Аустенитные жаропрочные стали со структурой твердых растворов (например, 09Х14Н16Б и 09Х14Н18В2БР) предназначены для работы при 600-700 О С, их применяют после закалки с 1100-1160 О С в воде или на воздухе.

Для достижения высокой жаропрочности аустенитные стали с карбидным и интерметаллидным упрочнением подвергают закалке с 1050-1200 О С в воде, масле или на воздухе для растворения карбидных и интерметаллидных фаз в твердом растворе — аустените — и получения после охлаждения однородного высоколегированного твердого раствора и старению при 600-850 О С для выделения дисперсных фаз из твердого раствора, упрочняющих сталь.

Высокая жаропрочность сталей с карбидным упрочнением достигается введением в хромоникелевый или хромоникельмарганцовистый аустенит 0,3 — 0,5% С и карбидообразующих элементов Mo, W, V, Nb и др. К этим сталям относятся, например, стали 45Х14Н14В2М и 40Х12Н8Г8МФБ, а также сталь 40Х15Н7Г7Ф2МС, в которой никель частично заменен марганцем. Длительная прочность ? 600 100 этой стали составляет 400 МПа.

К сталям с интерметаллидным упрочнением относится большая группа сложнолегированных сталей, содержащих, кроме хрома и никеля, титан, алюминий, вольфрам, молибден и бром. Содержание углерода в этих сталях должно быть небольшое, так как он связывает молибден и вольфрам в карбиды, что понижает жаропрочность аустенита. Бор упрочняет границы зерен аустенита в результате образования боридов.

К этой группе относится сталь 10Х11Н2Т3Р, применяемая в виде листов для изготовления сварных деталей, работающих при температурах 550 — 750 О С, а также сталь 10Х11Н23Т3МР. Длительная прочность ? 600 100 и ? 700 100 этих сталей составляет 550 — 600 и 300 — 400 МПа соответственно.