Файл: Сичиков, М. Ф. Металлы в турбостроении.pdf

48. Характеристики жаропрочности хромэмэлибденованадиевых сталей

49. Механические свойства задвижки из стали 15Х1М1ФЛ

В процессе эксплуатации произошло некоторое разупрочнение металла, однако уровень механических свойств в основном удо­ влетворял требованиям технических условий.

Для литых деталей корпусов турбин большой мощности с на­ чальными параметрами пара 240 ат, 560—580° С потребовались стали с более высокими показателями жаропрочности, чем ука­ занные для сталей 20ХМФЛ и 15Х1М1ФЛ. Перспективными в этом

надежных металлов для рабочих лопаток и поковок роторов, работающих при высоких температурах.

А. И. Чижик и И. С. Жаковская исследовали три варианта литых сталей для работающих при высоких температурах корпус­ ных деталей паровых турбин на основе модифицированной 1 2 %-ной хромистой стали 15X11МФ, применяемой в качестве металла для лопаток (см. гл. III). Исследования были проведены на типичных для паротурбостроения опытных отливках (массой 0,85—5 т) верхней половины цилиндра, паровых и сопловых коробок, корпуса клапана автоматического затвора. Сталь выплавляли из свежих шихтовых материалов в дуговых электрических печах. Все отливки подвергали двойной нормализации (с 1100—1150° С и с 1050— 1060° С) с воздушно-водяным охлаждением крупных отливок и охлаждением на спокойном воздухе отливок меньших

208

развесов, а затем отпуску при 720—750° С. Отливки, у которых после такой термической обработки наблюдалась повышенная твердость, подвергали дополнительному отпуску.

Все опытные отливки были разрезаны в целях выявления внутренних дефектов, изучения однородности структуры и меха­ нических свойств, характеристик жаропрочности. На основании

Механические свойства этой стали после отжига, двойной нормализации и отпуска приведены в табл. 50. Свойства, харак­

Для 580° С пределы ползучести и длительной прочности по­ лучены при а0і2 = 61 -^65 кгс/мм2, для 565 и 600° С — при а0 2 =

=47 -ь55 кгс/мм2.

50.Механические свойства отливок деталей турбин из стали 1Х11МФБЛ (15Х11МФБЛ)

Для цилиндров, сопел и других литых деталей турбин, рабо­ тающих при температурах до 600° С, рекомендована высокохро-

мистая сталь 1Х12ВНМФЛ (15Х12ВНМФЛ) следующего состава (в %):

толщина стенок более 50мм, то после двойной нормализации) при 1050— 1100° С с принудительным охлаждением со скоростью

были определены при испытаниях стали 1Х12ВНМФЛ с пределом текучести 45—70 кгс/мм2 и составили:

Механические свойства отливок из этой стали могут изме­ няться в довольно значительных пределах в зависимости от тол­ щины стенок и структуры металла после термической обработки. Были исследованы свойства при различных температурах металла отливки цилиндра турбины массой 7,5 т из стали 1Х12ВНМФЛ следующего состава (в %):

Отливка после отжига была подвергнута двойной нормализа­ ции с 1100 и с 1050° С и отпуску при 700—720° С. Образцы для испытаний на растяжение и удар были вырезаны из стенок тол­ щиной 50—70 мм и 300—400 мм. В табл. 51 приведены сравни­

Для металла образцов, вырезанных из стенки толщиной 300— 400 мм, характерен больший разброс показателей прочности и пластичности при более низких средних их значениях, чем для металла образцов, вырезанных из стенок толщиной 50—70 мм. Снижению и разбросу значений механических характеристик в стенках большей толщины сопутствует значительное увеличе­ ние количества свободного феррита в структуре металла.

Для литых деталей арматуры, работающих при температурах

210

12Х11В2НМФЛ при комнатной температуре имеет следующие механические свойства: о0л = 64 -т-70 кгс/мм2; сгв =--=77 4 - 8 6 кгс/мм2;

равен 5,5 кгс/мм2, а предел длительной прочности (100 000 ч) составляет 6,7—9,2 кгс/мм2.

В качестве металла цилиндров низкого давления и выхлопных патрубков многих конструкций паровых турбин малой и средней мощности, диафрагм и других деталей турбин используют чугун различных марок. Чугун представляет собой железоуглеродистый сплав, в котором содержание углерода превышает 2 % (обычно 2—4%). Углерод в чугунах может находиться в структурно­ свободном или связанном состоянии.

Существует несколько разновидностей чугуна, отличающихся друг от друга главным образом состоянием углерода: белые чугуны, в которых весь углерод находится в связанном состоянии; серые чугуны, в которых углерод в значительной мере или пол­ ностью находится в свободном состоянии, в форме пластинчатого графита; -высокопрочные чугуны, где углерод в большой мере или полностью находится в свободном состоянии, главным образом в форме шаровидного графита; ковкие чугуны, которые получают методом отжига отливок из белого чугуна (в них весь углерод или значительная его часть находится в свободном состоянии в форме хлопьевидного графита).

Характерная особенность структуры чугунов (кроме белых) — наличие свободного графита в виде включений различной формы и размеров. Графит является одной из аллотропических форм угле­ рода. Плотность графита 2,2 г/см3, твердость НВ 3—5. Микро­