Карбид ползучесть

В работе [62] были проведены исследования ползучести нержавеющей стали 304 при экспозиции в потоке жидкого натрия с малым содержанием углерода (0,4—0,8)-10 % при температуре 600—700 °С. Эта среда хорошо имитирует условия в системе теплопередачи в типичном реакторе, работающем на быстрых нейтронах, охлаждаемом жидким металлом. Оказалось, что жидкий металл вызывает науглероживание стали, причем происходит не только повышение содержания атомарного углерода, но также выделение и рост карбидов. Науглероживание приводило к повышению сопротивления ползучести (т. е. к уменьшению скорости ползучести и увеличению длительной прочности) по сравнению [c.32]

Поскольку высокоэнергетические границы зерен являются местами преимущественного зародышеобразования при внутреннем окислении и образовании выделений, то можно было бы ожидать, что на границах зерен будет выделяться большая часть образующихся внутри сплава оксидов, карбидов, нитридов и т. д. Это в свою очередь должно приводить к упрочнению и повышению стойкости против проскальзывания по границам зерен [5, 18—21, 140]. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили эту гипотезу [32, 33], но вместе с тем еще раз выявили, что улучшение характеристик ползучести достигается ценой понижения пластичности разрушения. Зернограничные выделения могут ускорять (и действительно ускоряют) образование вредных полостей на границах зерен [33, 55, 164, 165] и последующее зарождение трещин, что в конечном счете приводит к разрушению [140]. [c.34]

Повышение сопротивления ползучести и длительной прочности стали обеспечивают присадки молибдена, вольфрама, ванадия, хрома, бора. Молибден, вольфрам, ванадий и хром образуют очень мелкодисперсные карбиды, препятствующие развитию пластических деформаций пр и высоких температурах одновременно они приводят к снижению пластичности при разрушении. Молибден, вольфрам и ванадий, находясь в твердом растворе, повышают температуру рекристаллизации и этим препятствуют разупрочнению при, высоких температурах. Стали, легированные только молибденом, не применяют из-за их склонности к графитизации, которая заключается в распаде карбида железа с образованием включений графита. [c.38]

Почти все свойства стали существенно меняются под влиянием тех или других легирующих компонентов. Они раскисляют сталь и удаляют из нее вредные примеси, образуют твердые растворы или простые и сложные карбиды, способствуют распаду или образованию аустенита, придают стали крупно- или мелкозернистую структуру, увеличивают прокаливаемость, влияют на возникновение отпускной и тепловой хрупкости и иа предел ползучести и жаростойкость стали, В конечном счете механические свойства и коррозионная стойкость стали определяются, в основном, ее химическим составом и термической обработкой. [c.345]

При высоких температурах показатели прочности, твердости, пластичности и вязкости металла, определенные при комнатных температурах, сильно снижаются. Наряду с этим при длительной работе возникает ползучесть (крип) металла — явление, неизвестное у стали при низких температурах. Длительное действие высоких температур вызывает и структурные изменения — сфероидизацию перлита, опасную графитизацию углеродистых и низколегированных сталей, выпадение карбидов по границам зерен некоторых марок стали аустенитного класса и другие изменения. [c.346]

Частичная замена никеля марганцем не снижает прочности при обычной и повышенной т-ре, но увеличивает ползучесть и несколько ухудшает коррозионные св-ва. В литом состоянии структура Ж. ч.— неоднородная и крупнозернистая, что снижает жаропрочность. Для измельчения карбидов, придания им округлой формы и макс. насыщения твердого раствора (аустенита) легирующими компонентами, повышающими предел прочности на растяжение (от 40 до 44—50 кгс/мм" при т-ре 20° С), Ж. ч. подвергают гомогенизирующему высокотемпературному отжигу при т-ре 1050° С в течении 4 ч или нормализации от т-ры 1030—1050° С с последующим отпуском при т-ре 550—620° С. Ж. ч. выплавляют в электр. печах. Из Ж. ч. изготовляют тяжелонагруженные изделия, эксплуатируемые при повышенной т-ре (до 600° С) в агрессивных средах вставки гильз цилиндров, головки поршней, выхлопные коллекторы двигателей внутреннего сгорания, вентили, корпуса [c.419]

Ударная вязкость изделий из бора и карбида бора мала [284], Ползучесть. Карбид бора не подвержен ползучести, не деформируется и не стареет под действием напряжения при комнатной тем пературе [284]. Технологические свойства бора [18, 109, 284] [c.266]

Скорость ползучести карбида циркония [84] [c.33]

Прочностные свойства тугоплавких соединений тантала изучены недостаточно. Имеются сведения только о прочностных свойствах карбида тантала (табл. 123). Ползучесть карбида тантала становится заметной при температуре 2200° С. [c.79]

Легирующие элементы влияют почти на все свойства стали, они образуют твердые растворы и карбиды, препятствуют росту зерна, увеличивают прокаливаемость при термообработке, влияют на пределы прочности и ползучести стали, на ее стойкость к коррозии. Свойства стали определяются в основном ее составом и режимом термообработки. [c.238]

Добавка 0,5% Мо к 4—6%-иым хромистым сталям улучшает механические свойства при повышенных температурах и особенно увеличивает сопротивление ползучести и длительную прочность. Молибден в значительной степени устраняет склонность к тепловой и отпускной хрупкости. Изделия из стали Х5М (трубы, поковки, фитинги) в нефтеперерабатывающей промышленности применяют как в состоянии отжига, так и в улучшенном состоянии. Металл труб из стали Х5М после отжига при температуре 840—860° С обладает высокой пластичностью, вязкостью, невысокой твердостью, что обеспечивает хорошую вальцуемость труб в ретурбендах и решетках теплообменников. Микроструктура отожженной стали Х5М—феррит с карбидами (рис. 35). [c.80]

Все окислители, анодная поляризация, понижение температуры повышают стойкость этих сплавов. Противоположное влияние оказывают депассиваторы Н+, ионы хлора, а также катодная поляризация. Наблюдается ряд скачков повышения химической стойкости при увеличении содержания хрома в сплаве. Коррозионная стойкость возрастает также при закалке хромистых сталей с повышенным содержанием углерода. Стали, содержащие 4—6% Сг и 0,15—0,25% С, обладают повышенной стойкостью против коррозии по сравнению с углеродистыми и идут на изготовление аппаратуры в котлотурбостроении, работающей при повышенных температурах. Добавка 0,5% Мо повышает сопротивление ползучести, а присадки титана и ниобия уменьшают хрупкость сварных швов вследствие связывания углерода в устойчивые карбиды. [c.52]

В качестве дополнительно легирующих элементов в больщинстве случаев применяется молибден или вольфрам, или тот и другой элементы вместе взятые. Кроме того, положительное влияние на свойства жароупорных сталей и сплавов оказывает титан, который образует весьма устойчивые мелкодисперсные карбиды, повышающие сопротивление ползучести. [c.226]

Вольфрам в хромоникелевой стали образует устойчивые сложные карбиды, которые, находясь в аустенитной массе, упрочняют сталь и повышают ее устойчивость к ползучести при воздействии нагрузок и высоких температур. [c.96]

Мо (0,2 - 1,0%) совместно с Сг повышает длительную прочность и сопротивляемость ползучести, чему способствуег образование упрочняющей металл фазы Ре Мо V (0,1 - 0,3%), совместно с С обеспечивает упрочнение высокодисперсными карбидами УС. [c.213]

До создания такого процесса прессованные трубы имели недостаточную прочность на разрыв, оказывали низкое сопротивление ползучести и имели малую длительную прочность. Попытки увеличить прочность добавлением в сплав легирующих элементов оказывались безуспешным1т прочность возрастала незначительно, но вместе с тем существенно усложнялась термообработка. Микроструктура материала прессованных труб, подвергнутых термообработке, приблизилась в некоторой степени к микроструктуре сплава НК-40. Если прежде крупные карбиды стали прессованной трубы были рассеяны по границам зерен и внутри них, то после обработки новым методом формируется сплошная решетчатая система карбидов вследствие предпочтительного осаждения их по границам зерен. [c.35]

Пожалуй, несколько более заметные эффекты в области подокалины связаны с реакцией диффундирующих элементов газовой фазы с наиболее легко окисляемыми (с точки зрения величины Д0°) компонентами сплава с образованием частиц внутренних оксидов (см. рис. 7). Как известно [144—149], сформировавшиеся внутри материала коррозионные частицы могут по аналогии со сплавами, дисперсноупрочненными оксидами [5, 148], повышать твердость и прочность сплавов при комнатной температуре. Повышение сопротивления ползучести сплавов, содержащих железо и хром, внутренними частицами коррозионных продуктов наблюдалось как в случае внутренних оксидов [150—154], так и при образовании внутренних карбидов [34, 150—152] и нитридов [152, 153— 157]. [c.32]

Селективное окисление, происходящее в процессе формирования окалины и подокалины, может приводить к изменению химического состава подокалины, крайним проявлением которого может стать растворение упрочняющих выделений. В восстанавливающих средах, например, может иметь место потеря межузельного углерода в результате обезуглероживания или даже растворение упрочняющих карбидов, что ухудшает характеристики ползучести [58, 103, 159]. Как было показано, опасность таких процессов особенно велика в среде жидкого натрия, используемого в ядерных установках [160]. Потеря приповерхностных выделений при эскпо-зиции в окислительных средах особенно характерна для таких сплавов, где алюминий, являясь сильным оксидобразующнм элементом, определяет и прочность сплава, входя в состав упрочняющих интерметаллических фаз. Например, основной упрочняющей фазой жаростойких суперсплавов служит Ы1зА1 (фаза -у ) и обеднение приповерхностных слоев материала этой фазой в результате испытаний на ползучесть бывает очень заметным (см. рис. [c.33]

Справедливость второго предположения (о том, что воздушная среда может усиливать скольжение по границам зерен) гюдтвер-ждается сравнительным исследованием ползучести суперсплава на никелевой основе, упрочненного за счет высокого объемного содержания фазы у на воздухе и в вакууме при 760 °С [172]. Размеры зерна и образца изменялись в этом случае независимым образом, В исследованной системе, где границы зерен практически не содержали упрочняющих карбидов, наблюдалось усиление ползучести на воздухе. Как и следовало ожидать, образцы с более крупным зерном (275 мкм) оказались более стойкими к ползучести на воздухе, чем мелкозернистые (100 мкм) образцы. Напротив, при испытаниях в вакууме скорость ползучести практическп не зависела от размера зерна. Это согласуется с представлением об усилении скольжения по границам зерен, вызванном проникновением воздуха. Последнее подтверждается также наблюдениями сдвига границ зерен, согласно которым вклад проскальзывания по границам зерен в полную величину деформации иа воздухе больше, чем в вакууме. Интересно, что для образцов того же сплава, состаренных с целью образования выделений карбидов по границам зерен, усиление ползучести на воздухе уже не наблюдалось напротив, на воздухе сплав упрочняется. Эти результаты можно объяснить, основываясь на представлении об упрочняющем влиянии поверхностной окалины, которое должно быть эффективным, [c.39]

V. будучи ферритообразуюшим элементом, замыкает у -область на диаграмме состояния при введении в сталь в количестве около 1 %. Его главной особенностью является способность образовывать стабильные. мелкодисперсные карбиды в ходе нормализации с температур 1000-1050 °С. В этих условиях в сталях, легированных V, развиваются процессы дисперсионного твердения. Образующиеся мелкодисперсные карбиды V существенно повышают прочность сталей и их сопротивляемость ползучести. [c.13]

Целью создания никелевых ДКА является повышение жаропрочности и снижение высокотемпературной ползучести никеля и его сплавов. В качестве упрочняющей фазы использутот оксиды, так как их стабильность в нике.ле при высоких температурах выше, чем других ту гоплавких соединений. Имеются сведения об изготовлении ДКМ с дисперсными карбидами Ti , ТаС. Наиболее широко для упрочнения никеля используют оксиды тория и гафния. [c.120]

Наиболее дешевыми аустенитными сталями, устойчивыми в условиях гидрирования, синтеза аммиака и т. д., являются стали типа 18/8 (18% Сг 8—10% Ni) с относительно высоким сопротивлением ползучести. Основным недостатком этой стали является нестабильность структуры при длительном нагревании до температуры выше 500°, заключающаяся в выделении по границам зерен -карбида хрома, что уменьшает его содержание в твердом растворе. Уменьшение содержания углерода до 0,07% и ниже увеличивает стабильность, но заметно снижает сопротивление ползучести и повышает стоимость стали. Вследствие этих причин стали с очень -низким содержанием углерода в настоящее время не применяются. Стабильности структуры достигают добавками титана (ЭЯ1Т) или ниобия (ЭЯ1Н6) при низком содержании углерода (0,07—0,12% С). [c.358]

При содержании углерода, превышающем то количество, которое необходимо для связывания в карбиды легирующих элементов, будут происходить образование цементита Ре,,С в выделениях второй фазы, что может ухудшить сопротивление ползучести. Поэтому оптимальным содержанием углерода в низколегированных сталях с точки зрения характеристик ползучести считают 0,15%. Дальнейшее повышение сопротивления ползучести будет. иметь место тогда, когда выбранная композиция стали обеспечит соответствующие выделения второй фазы в течение длительной службы при высокой температуре. Как было отмечено ранее, подобным выделениям в углеродистой стали способствует связанный азот. В углеродистомолибденовой стали в процессе ползучести происходит выделение частиц карбида молибдена, что снижает упрочняющее действие молибдена в твердом растворе. [c.207]

Стуктурные изменения могут возникнуть в материале в результате длительного воздействия температуры и напряжения. При этом возможно изменение механических свойств металла, особенно в ди-сперсионно-твердеющих сплавах и некоторых легированных сталях. Указанные структурные изменения включают рост зерна, явления рекристаллизации и возврата, выделение легированных карбидных, нитридных и интерметаллидных соединений, сфероиди-зацию и выделение вторичных фаз и в конечном итоге графитизацию стали вследствие распада карбидов (рис. П.8). Все эти изменения в структуре влияют на характеристики ползучести металла и приводят к повышению вероятности разрушений от ползучести. На электростанциях известно несколько случаев разрушений элементов, работающих под давлением, которые произошли вследствие образования свободного графита в виде чешуйчатых прослоек вблизи сварных швов (рис. 11.9) в сталях, содержащих высокие добавки алюминия [13]. Поскольку при температурах выше рабочих графит и железо термодинамически более стабильны, чем цементит, рассматриваемая проблема может быть решена правильным выбором химического состава сталей. В свое время было показано [14], что разрушения, связанные с графитизацией, характерны для сталей, содержащих 0,5% Мо (рис. 11.10). Поэтому химический состав стали должен выбираться только по результатам испытаний на ползучесть достаточной длительности. [c.434]

ЖАРОСТОЙКАЯ СТАЛЬ - сталь, отличаюЕцаяся жаростойкостью. Стойка против интенсивного окисления на воздухе или в других газовых средах при т-ре выше 550° С. Используется с конца 19 в. Жаростойкость обусловлена наличием на поверхности Ж. с. плотной и тонкой пленки окислов, достаточно прочно сцепленной с осн. металлом. Пленка состоит преим. из окислов легирующих элементов — хрома, кремния и алюминия, термодинамически более стойких, чем окислы железа. Содержание этих элементов определяет класс Ж. с. (табл. 1). Хром, являясь осн. легирующим элементом Ж. с., повышает жаростойкость пропорционально увеличению его содержания (рис.). Никель способствует образованию аустенитной структуры (см. Аустенит). Стали с такой структурой легче обрабатывать, они отличаются хорошими мех. св-вами. Добавки кремния (более 2%) и алюминия (более 0,5%) ухудшают мех. св-ва стали. Титан, ниобий и тантал связывают углерод в карбиды, предотвращая выделение карбидов хрома, которое обедняет близлежащую металлическую основу хромом и приводит к уменьшению жаростойкости. Молибден и вольфрам (в небольших количествах) незначительно повышают жаростойкость, но уменьшают склонность стали к ползучести при высокой т-ре. Если молибдена содержится более 3—4%, жаростойкость стали резко ухудшается из-за образования нестойких и рыхлых его окислов. Церий и бе- [c.420]

Наиболее значительной областью применения ниобия является металлургия, главным образом производство нержавеющих аустенитных хромоникелевых сталей, в которые ниобий вводится в качестве стабилизатора в целях предотвращения выпадения карбида при температурах 427—872°. Его применение предотвращает меж-кристаллитную коррозию, улучшает сварочные свойства, повышает пластичность сталей, их прочность я сопротивление ползучести при высоких температурах. Ниобий вводится в стали в виде феррониобия, содержащего 50—60% ниобия, или в виде ферротанталниобия, содержащего около 40% ниобия и 20% тантала. Для устранения межкристаллитной коррозии хромоникелевых нержавеющих сталей (18% Сг и 8% N1) содержание ниобия в них должно превышать примерно в, 10 раз содержание углерода и достигает приблизительно 0,8% 1527]. [c.558]

Абляционностойкие антенные обтекатели изготовляют из фторопластов, наполненных керамич. волокнами. Из этих же материалов, стойких к маслам, охлаждающим жидкостям, электролитам и др. агрессивным средам, изготовляют трубы, фланцы, фитинги, элементы насосов, уплотнители и др. Предполагают, что армирование полиэтилена усами карбида кремния, исключительно стойкого к действию плавиковой к-ты, позволит изготовлять из него трубы и др. детали для нек-рых ракетных двигателей. Однако применение термопластов ограничено их ползучестью. В частности, уплотнители из фторопласта нельзя использовать в тех случаях, когда конструкция узла крепления не исключает ползучесть материала. [c.455]

Таким образом, имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют, что механизм деформации Ti можно описать тремя значениями энергии активации. При температуре ниже примерно 1150°С она изменяется между 1,7 и 2,3 эВ и зависит от состава карбида при температуре выше 1150°С она составляет 3,0 эВ и не зависит от состава и, наконец, при температуре выше /2 пл энергия ползучести, которая, вероятно, включает и энергию переполза-ния дислокаций, составляет 5—7 эВ. При температурах выше /гТ пл энергия активации деформации может коррелировать с энергией самодиффузии атомов Ti, в то время как при более низкой температуре, вероятно, определяющей является самодиффузия углерода (хотя прямых доказательств этого не имеется). Различие в механизме деформации при температурах ниже и выше 1150°С непонятно, хотя определяющим скорость процессом выше указанной температуры может быть диффузия углерода, а ниже — силы Пайерлса. [c.160]

Стабилизирует аустенитную структуру (в отношении выпадения карбидов), задерживает рост зерна Повышает сопротивление ползучести и мелкозернистость Повышает прочность при высоких температурах и твердость Повышает прочность при высоких температурах. Значительно повышает сопротивление ползучести Увеличивает твердость и прочность при высоких температурах. Повышает сопротивление коррозии Раскислитель и десульфура-тор. Аустенитообразующий элемент. Увеличивает прочность стали, снижает пластичность Основной аустенитообразующий элемент. Увеличивает прочность незакаленной стали и ударную вязкость Раскислитель. Графитизатор. Повышает твердость и жаропрочность Раскислитель. Графитизатор. Задерживает рост зерна. Повышает жаростойкость [c.240]

Основной путь повышения водородоустойчивости стали заключается в выборе таких ее марок, которые содержат легирующие компоненты (хром, молибден, ванадий, титан, вольфрам, ниобий, цирконий) и образуют более стойкие карбиды, чем РезС. Длительное воздействие высокой температуры, давления и среды нарушает стабильность структуры металла Х5М. Так, по техническим условиям сталь Х5М, из которой изготовляют трубы, должна иметь структуру, содержащую феррит, пластинчатый перлит и небольшое количество структурно свободных" зернистых карбидов в виде отдельных включений. При длительном действии напряжения и температуры происходят сфероидизация цементита перлита и образование по границам зерен сплошной карбидной сетки, что проявляется в существенном снижении ударной вязкости, прочности и сопротивляемости материала ползучести. [c.105]

Сигматизация сталей труб и сварных швов. При работе материала в условиях ползучести определенную роль играет прочность границ зерен структуры стали. Все фазы, образующиеся у границ зерен, могут в значительной степени изменять прочность стали при работе ее под напряжением и высоких температурах. Так, длительный нагрев аустенитной стали 25—20 в диапазоне температур 650—875 °С вызывает появление новой структурной составляющей, именуемой а-фазой. Это условное название хрупкого, твердого немагнитного интерметаллида, имеющего переменный состав и сложную кристаллическую решетку. Он образуется в виде выпадающих мелкодисперсных карбидов по границам кристаллитов и внутри них, в местах дендритной неоднородности. Последующий длительный нагрев в интервале 800—875 С не вызывает растворения выпавших карбидов. [c.111]

Из исследовавшихся материалов матрицы следует назвать самозакаливающуюся сталь Холкомб 218 (0,4% С, 1,0% 51, 5,0% Сг, 0,3% V), быстрорежущие стали, включая основной состав 18% АУ, 4% Сг, 1% V, и более современные модификации этого основного состава, новые сплавы высокой твердости на кобальтовой основе с очень хорошим сопротивлением ползучести и специальные матрицы, изготовленные из спеченных или литых карбидов, например из карбида хрома. [c.392]

Сопротивление графитизации. Явление графитизации состоит в том, что в некоторых сортах стали—углеродистой и низколегированной молибденовой — при температурах выше 450° (для первой) и выше 480° (для второй) происходит распад карбида РвзС, при котором выделяется в виде графита свободный углерод. Графитизация проявляется в понижении ударной вязкости и свойств прочности металла, а также в снижении сопротивляемости ползучести. [c.11]

На сопротивление ползучести аустонитных хромоникелевых сталей влияют наклен, размер зерна, местоположение карбидов (в твердом растворе или на границе зерен) или других соединений, присутствие азота и пр. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология