Файл: Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 565

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

обладают значительно большей механической прочно­ стью, чем стали типа Х18Н10, что делает их особенно пригодными для изготовления сильно нагруженных де­ талей, как, например, стягивающие болты прогреваемых высоковакуумиых соединений. Однако эти стали явля­

ются немагнитными не в такой степени, как стали марок Х18Н10Т и 0Х18Н10Т. С пони­ жением содержания углерода ниже 0,04%' (сталь 00Х18Н10)

аустенитная сталь также при­ обретает слабую магнитность.

 

 

 

После вакуумного

пере­

 

 

 

плава (индукционного или ду­

 

 

 

гового) металл становится поч­

 

 

 

ти свободным от различных не­

Рис. 2-1. Схема электро­

металлических

включений, в

значительной

мере обезгажи-

шлакового переплава стали.

вается, а следовательно, ста­

1 — расходуемый электрод; 2

шлаковая

ванна;

3 — капли

новится и более плотным,

газо­

электродного металла;

4 — рас­

непроницаемым, более одно­

плавленный

металл;

5 — осты­

вающий

металл;

6 — водо­

родным по всей толщине,

луч­

охлаждаемый кристаллизатор.

ше сваривается и обрабатыва­

 

 

 

ется. То же самое можно сказать и о сталях электрошлакового переплава. По данным института нм. Патона [Л. 6] застывание слитка при электрошлаковом перепла­ ве (рис. 2-1) идет снизу вверх, благодаря чему слиток получается свободным от усадочных раковин, осевой рых­ лости и большей части неметаллических включений. На­ личие постоянной жидкой тазопоглощающей шлаковой ванны на поверхности расплавленного ванным способом металла приводит к значительному обезгаживанию по­ следнего.

По тем же данным плотность стали марки 1Х18Н9Т в результате электрошлакового переплава возрастает приблизительно на 1,2%. Загрязненность стали марки 0Х18Н9 снижалась по оксидным включениям почти в 3 раза, по силикатам — в 1,5 раза. Содержание газов

втой же стали оказалось по кислороду в 1,5 раза, по азоту почти в 3 раза, но водороду на 23% меньше, чем

висходном металле обычной плавки.

Наилучщие результаты получаются при вакуумной плавке стали, предварительно переплавленной электрошлаковым методом, а также при двойной вакуумной

22


плавке. Стали аустенитного класса для вакуумных Це­ лей нельзя сваривать ацетиленовой сваркой, так как, науглероживаясь, аустенитная сталь теряет свои анти­ коррозионные свойства.

В табл. 2-1—2-4 приведены состав и свойства нержа­ веющих сталей.

Сплавы на железо-никелевой и никелевой основе.

ГОСТ 5632-61 относит к их числу сплавы, имеющие ос­ новной структурой твердый раствор хрома и других ле­ гирующих элементов в железоникелевой (сумма железа и никеля более 65% при отношении железа к никелю приблизительно 1,5:1) основе или в никелевой основе, где содержание никеля составляет не менее 55%.

Для вакуумной техники из них особенно интересны сплавы типа ХН78Т (ЭИ435), устойчивые в аппаратах для йодидных процессов, сплавы типа ХН75МБТЮ (314602), применяющиеся в особо ответственных свар­ ных конструкциях для сверхвысокого вакуума, где тре­ буется обезгаживание или работа при высоких темпера­ турах (в некоторых случаях может быть заменен спла­ вом ХН38ВТ), и сплавы типа Н36ХТЮ (ЭИ702), иногда с присадкой молибдена, дисперсионно твердеющие, при­ меняемые для изготовления упругих элементов, работа­ ющих при температурах до 600°С.

В табл. 2-5—2-7 'приведены химический состав и свойства этих сплавов.

Часто упоминаемые в иностранных каталогах, патен­ тах и статьях американские марки нержавеющей стали 302 (30302) и 305 (30305) довольно близко соответст­ вуют отечественной марке Х18Н10Т, а американская сталь марки 304 также близко соответствует отечествен­ ной стали марки 0X18Н1 ОТ.

Сплав марки ЭИ-437Б рекомендуется для изготовле­ ния пружин, работающих при температурах 400—500 °С. Допустимые напряжения для пружин из этого материа­ ла приведены в табл. 2-8.

Сплав марки ЭИ-828 предназначается для изготов­ ления пружин, работающих при еще более высоких тем­ пературах— 700—750 °С. Этот сплав сохраняет упру­ гость при указанных температурах при работе в течение

100 ч с напряжением до 45 кгс/мм2, от

100 до 1 000 ч

с напряжением до 35 кгс/мм2 и свыше

1 000 ч — с на­

пряжением до 25 кгс/мм2. Сплав марки ЭИ-460 рекомен­ дован для пружин, работающих не только в нагретом

23

Таблица 2-Р

Химический состав нержавеющей стали некоторых марок

 

Углерод болеене

Кремний болеене

 

Содержание элементов,

массовая концентрация, %

 

неСера более

Фосфорне более

Марка стали

Марганец

Хром

Никель

Титан

Ниобий

Железо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00Х 18Н 10

0 ,0 4

0 ,8 0 1,00 — 2 ,0 0

17,0 — 19,0

9 ,0 — 11,0

Основа

0,020

0,036

(ЭИ842)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0Х 18Н 10Т

0,0 8

0 ,8 0 1,0 0 — 2 ,0 0

17,0 — 19,0

9 ,0 — 11,0

5 Х (С — 0 ,6 )

я

0,020

0,035

(ЭИ914)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х 18Н 10Т

0,1 2

0 ,8 0 1 ,0 0 — 2,0 0

17,0 — 19,0

9 ,0 — 11,0

(С — 0 ,0 2 )Х

я

0,020

0 .035

(1Х 18Н 9Т,

 

 

 

 

 

Х 5 - Я ),7

 

 

 

 

ЭЯ1Т)

Прочие

элементы

0Х 18Н 12Б

0 ,0 8

0,8 0

1,0 0 —2 ,0 0

17,0 — 19,0

11,0— 13,0

8 -C -f-

я

0,020

0,035

(Х 18 Н П Б ;

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

 

ЭИ402)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х17Г9АН 4

0 ,1 2

0 ,8 0

8 ,0 — 10,5

16,0 — 18,0

3 ,5 0 — 4 ,5 0

»

0,0 2 0

0,035

Азот

(ЭИ8.78)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,15— 0,25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х 14Г14НЗТ

0 ,1 0

0,8 0

1 3 ,0 — 15,0

13 ,0 — 15,0

2 ,5 0 — 3 .5 0

(С — 0 ,0 2 )Х

- —

0,0 2 0

0,035

(ЭИ711)

 

 

 

 

 

 

Х 5 Н -0 .6

 

 

 

 

 

1Х21Н5Т

0 ,1 4

0,8 0

Н е

более

2 0 ,0 — 22 ,0

4 ,8 0 —5 ,8 0

(С — 0 ,0 2 )Х

0

0,025

0,035

(ЭИ811)

 

 

 

0,8 0

 

 

Х 5 -Н 0 .8

 

 

 

 

 

Х28АН

0 ,1 5

1,00

Н е

более

2 5 ,0 — 28 ,0

1,0 0 — 1,70

я

0,025

0,035

Азот

(ЭИ657)

 

 

 

1,50

 

 

 

 

 

 

 

0,18—0,25.

П р и м е ч а н и е . С—количество углерода


Таблица 2-2

Механические свойства тонколистовой стали некоторых марок

Марка стали

‘00X18Н10

0Х18Н10Т

Х18Н10Т 0Х18Н12Б

Х17Г9АН4

Х14Г14НЗТ

1Х21Н5Т

Х28АН

0Х18Н10

 

 

 

Термически обработанная1сталь

 

 

Нагартованная сталь

 

Рекомендуемый режим термической обработки

Временное

Относнтель-

Состояние металла

Временное

Относнтель-

сопротивление,

ное удли­

сопротивление,

ное удли­

 

 

 

 

кгс/мм2

нение,

%

 

кгс/лш2

нение, %

Закалка при

1 050—1080 °С, охлажде­

50

45

 

-

ние в воде

 

 

 

 

 

 

 

Закалка при 1050—1080 °С, охлажде­

52

40

 

ние в воде или на воздухе

 

 

 

 

 

 

То же

 

 

54

40

 

я

 

 

54

40

 

Я

Я

 

 

70

40

 

Нагартованное

100

20

Закалка при

1 050—1080 °С, охлажде­

70

35

 

Я

100

20

ние в воде

 

 

 

 

 

 

 

Закалка при 950—1050 °С, охлаждение

65

18

 

в воде или на воздухе

 

 

 

 

 

 

Закалка

при

850—950 °С, охлаждение

54

17

 

в воде или на воздухе

 

 

 

 

 

 

Закалка

при

1 050—1 080 °С, охлажде­

52

45

 

Полунагарто-

79—95

25

ние в

воде

 

 

 

 

ванное

 

 


<чЭ

Таблица 2-3

•О)

Механические свойства сортовой стали

Марка стали

00Х18Н10

0Х18Н10Т

XI8HI0T

0Х18Н12Б

Х17Г9АН4

JX14ri4H3T

1Х21Н5Т

 

 

Термически ооработанная сталь

 

 

Нагартованная сталь

 

 

 

 

 

Механические свойства

 

Механические свойства

Рекомендуемый режим

Временное

Предел

Относи-

Состояние

BpeSieHHoe

Предел

Относи-

термической обработки

сопротнв-

тельное

металла

сопротнв-

тельное

 

 

 

 

ленне,

кгс/мм2

удлинение,

 

ленне,

кгс/мма

удлинение,

 

 

 

 

кгс/мм*

%

 

кгс/мма

%

Закалка при

1050—1 100 °С,

45

16

40

 

 

 

 

охлаждение на воздухе, в

 

 

 

 

 

 

 

масле или в воде

50

20

 

 

 

 

 

Закалка при

1 050—1 100 °С,

40

охлаждение

на

воздухе,

 

 

 

 

 

 

 

в масле или в воде]

52

 

40

 

 

 

 

Закалка при 1050—1 100 °С,

20

охлаждение

на

воздухе

 

 

 

 

 

 

 

или в воде

 

 

 

50

18

40

 

То же

 

 

 

Закалка при

1050—1 100 °С,

70

35

40

Нагартован-

120

95

10

охлаждение

на

воздухе,

 

 

 

ное с обжа-

 

 

 

в масле или в воде

 

 

 

тием 30%

 

 

 

Закалка при

1000—1080 °С,

60

25

35

Нагартован-

100

80

20

охлаждение на

воздухе, в

 

 

 

ное

 

 

 

масле или в

воде

 

 

20

 

 

Закалка при

 

950—1050 ° С,

60

35

охлаждение на воздухе


Физические и технологические свойства нержавеющей стали некоторых марок

Температурный коэффициент линейного рас­ ширения, 1/°СХЮв, при температурах, °С

Марка стали

100

200

300

400

600

800

Темпера­ тура нача­ ла интенсивного окалииообразования на воздухе, °С

Коэффициент теплопровод­ Коррозионная

ности, стойкость

кал}{сМ‘Сек>сС)

Таблица 2-4

Темпера­ Магннтнссть тура ковки»

°С

00X18HI0

16,0

0,04 (20 °С)

0Х18Н10Т

 

 

 

 

 

 

800

 

(ЭИ914)

 

 

 

 

 

 

 

 

Х18Н10Т

15,95

 

17,32

18,74

21,23

25,59

800

0,053 (20 вС),

(ЭЯ IT)

 

 

 

 

 

 

 

0,066 (800 °С)

0Х18Н12Б

 

 

 

 

 

 

 

0,038 (20° С)

(ЭИ402)

 

 

 

 

 

 

 

 

Х17Г9АН4

11,0

15,9

17,3

18,7

21,2

 

 

 

(ЭИ878)

 

 

 

 

 

 

 

 

Высокое сопро­ тивление межкристаллитной коррозии Повышенное сопротивление межкристаллитной коррозии Удовлетвори­ тельное сопро­ тивление межкристаллитной коррозии Устойчива против окисле­ ния при темпе­ ратуре до

900 °С

В закален­ — ном состоя­ нии немаг­

нитная То же

»я

»я

Немагнитная 8 5 0 -

—1 150-