Хрома сплавы (пластичность добавки)

ЧТО ТАКОЕ ХРОМА СПЛАВЫ

Это сплавы на основе хрома. В пром. масштабах применяются с середины 20 в. Относятся к жаропрочным материалам и коррозионностойким материалам. Различают X. с. нелегированные (марок ВХ-1, ВХ-1И), низколегированные пластичные (марок ВХ-2, ВХ-2И), высоколегированный пластичный (марки ВХ-4), высоколегированный мало пластичный (марки ВХ-5) , а также спеченные типов Сr + 10—15% Ni; Сr + Мо + СrВа; Сr + Аl2О3 и Сr + MgO. Т-ра плавления хрома сплавы 1750—1900° С.

Плотность 7,0—8,3 г/см3, коэфф. температурного расширения в интервале т-р 500—1000° С составляет (8,6 ÷13,7) 10-6 град   ,  теплоемкость 0,125÷ 0,19 кал/г — град, коэфф. теплопроводности 0,07 ÷ 0,15 кал/см х сек х град, удельное электрическое сопротивление 0,41÷0,73  ом х мм2/м.   Хрома сплавы обладают высокой жаростойкостью на воздухе (до т-ры 1200° С, а содержащие иттрий — до т-ры 1300— 1350° С).

При длительной эксплуатации в азотсодержащих средах некоторые сплавы (особенно марок ВХ-1 и ВХ-2) охрупчиваются. Для защиты их поверхности от насыщения азотом применяют электролитическое никелирование, эмалирование, напыление и др. Хрома сплавы достаточно кислотостойки, стойки в холодных щелочных растворах средней концентрации. Сплав марки ВХ-4 стоек в расплаве стекла. X. с. не корродируют во мн. агрессивных средах и в продуктах сгорания топлива. Во мн. средах коррозионная стойкость X. с. выше, чем никелевых сталей и никеля сплавов. Недостатком многих хрома сплавы, часто препятствующим их широкому применению, является низкотемпературная хрупкость.

Добавки других элементов

Температура перехода от пластичного состояния к хрупкому находится в пределах 130— 350° С, а при повышенном содержании кислорода и особенно азота может возрастать до 500—550° С. Одним из осн. способов улучшения мех. св-в хрома сплавы является комплексное легирование титаном, танталом и ниобием, Связывающими  примеси  внедрения (углерод, кислород и азот) в нерастворимые в хроме соединения. Добавка вольфрама и молибдена приводит к образованию твердых растворов и упрочнению сплавов.

Введение небольшого количества ванадия способствует повышению  ударной вязкости. Небольшие (до 1%) добавки редкоземельных металлов приводят к измельчению зерна, повышению прочности  и коррозионной  стойкости, росту т-ры рекристаллизации.  Добавка металлов цериевой подгруппы обусловливает наибольшее повышение пластичности, добавка металлов иттриевой  подгруппы  обеспечивает наибольшую работоспособность при высоких т-рах. Хрома сплавы  выплавляют в вакуумных индукционных и дуговых печах с использованием огнеупоров на основе окисей алюминия, бериллия или тория для нелегированных сплавов и на основе окиси иттрия для сплавов, легированных редкоземельными  металлами.

Спеченные хрома сплавы

Спеченные хрома сплавы изготовляют прессованием порошковых смесей  (давление 3 ч- 4 тс/см2) с последующим спеканием в среде  водорода   при   т-ре  1450— 1500° С. Заготовки и изделия из X. с. получают горячей обработкой давлением и точным литьем  (из сплава марки ВХ-5 только литьем).

Полуфабрикаты   подвергают   высоко-  и низкотемпературному отжигу в среде водорода или инертного газа. Готовые  изделия (термообработке  не подвергают. X. с. при использовании спец.   режимов   удовлетворительно обрабатываются  резанием,   хорошо свариваются  между  собой   (кроме сплава марки ВХ-5), а также со сталями и др. сплавами контактным, аргоно-дуговым и электроннолучевым способами.

Пластичные сплавы

Из пластичных хрома сплавы. изготовляют: прутки диаметром 10— 100 мм; полосы и листы толщиной до 1 мм; листы толщиной до 0,5 мм, плакированные нержавеющими сплавами; прессованные трубы диаметром 16 —18 мм с толщиной стенки > 1 мм и длиной до 2—3 м; прессованные трубы диаметром до 3 мм с толщиной стенки 0,5—1 мм и длиной 0,2—0,3 м; штамповки, поковки, литые заготовки.

Xрома сплавы марок ВХ-1И, ВХ-2И и сплав Сr + Аl2О3 (MgO) используют для изготовления изделий, длительно эксплуатируемых  в   окислительной среде при т-ре  1200—1300° С или кратковременно   при   т-ре   1500— 1600° С; X. с. марок ВХ-1 и ВХ-2 применяют для изготовления изделий, длительно эксплуатируемых при т-ре 1000—1100° С с кратковременными   нагревами до  т-ры 1500— 1600° С.

Из малолегированных сплавов  изготовляют  чехлы термопар, пламенные экраны, крепежные детали,   внутренние  каналы  установок крекинга и др. Высоколегированные сплавы предназначены для изготовления деталей двигателей,  котлов и нагревательных печей, эксплуатируемых в продуктах горения сернистого топлива, для изготовления хим. оборудования, конструкций морских гидротехнических сооружений, деталей топливной и измерительной аппаратуры.

Спеченные хрома сплавы применяют в произ-ве  деталей магнитогидродинамических генераторов, жаростойких поддонов и других деталей термических печей, кокилей для каменного и металлического литья.

Лит.: Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник. Материалы в машиностроении. Справочник,Салли А. X.

Статья на тему хрома сплавы