Heat resistance of graphitized steel

Abstract

ТЕРМОСТІЙКІСТЬ ГРАФІТИЗОВАНОЇ СТАЛІМета. У роботі необхідно здійснити дослідження температурних залежностей механічних властивостей та термостійкості графітизованих сталей в умовах термоциклічних навантажень. Необхідно визначити механічні властивості й показники термостійкості графітизованих сталей та чавуну ВЧ400 у діапазоні темпера-тур 20…800 °С. Методика. Графітизовані сталі з хімічним складом (мас. %): 0,61…1,04 C; 1,19…1,59 % Si; 0,32…0,37 % Mn; 0,12…0,17 % Al; 0,008…0,014 % S і 0,016…0,025 % Р піддавали термічному обробленню за різними режимами. А саме: нагрівання до 810 °С -витримка 2 години; охолодження до 680 °С -витримка 2 години з наступним охолодженням із піччю для забезпечення ферито-перлітної металевої основи з включен-нями графіту. Для визначення показників термостійкості (параметр теплових напружень К та критерій стійкості матеріалу при термоциклічному навантаженні С) визначалися показники механічних властивостей графітизованих сталей та чавуну в інтервалі температур 20…800 °С. Результати. Встановлено, що внаслідок меншого вмісту вуглецю та меншої кількості графітових включень за показниками границі міцності й плас-тичності при кімнатних і високих температурах, а також за критеріями термостійкості К та С графітизована сталь перевищує показники високоміцного чавуну ВЧ400. Ця особливість дає можливість використовувати її для виготовлення виробів, що працюють в умовах термоциклічних навантажень. Наукова новизна. Визначено границю міцності та відносне видовження графітизованих сталей в інтервалі температур 20…800 °С. Вико-нано, у порівнянні з високоміцним чавуном марки ВЧ400, розрахунки критеріїв термостійкості: параметру теплових напружень К і критерію стійкості матеріалу при термоциклічному навантаженні С в інтервалі темпе-ратур 20…800 °С. Практична значимість. Показано доцільність використання графітизованої сталі для виго-товлення виробів, що працюють в умовах термоциклічних навантажень.Ключові слова: графітизована сталь; механічні властивості; термостійкість; термоциклічні навантаження Вступ В промисловості існують деталі, які працю-ють в умовах численних термоциклічних наван-тажень. Вимоги щодо структури та термостійко-сті металевих матеріалів, для виготовлення вка-заних виробів, визначають термін та надійність їх використання [2, 3,12,13]. Вважається, що основною властивістю металевого матеріалу за цих умов є спроможність витримувати циклічну теплову дію. Наведене положення зумовлене виникаючим температурним градієнтом в об'ємі виробу, що супроводжується появою термічних напружень, які циклічно змінюються. Численні цикли таких навантажень призводять до розвит-ку процесів термічної втоми металу. Для виго-товлення деталей, що працюють в указаних умовах, широко використовуються високоміцні чавуни та графітизовані сталі. Позитивною влас-тивістю чавунів є їх висока теплопровідність. За цим показником вони перевищують графітизо-вані сталі, оскільки вміст вуглецю в чавунах в 3…4 рази більше, ніж у сталях. Але порівняно з графітизованими сталями чавуни мають значно нижчі показники механічних властивос...