Стали и сплавы с особыми свойствами
3.1. Нержавеющие (коррозионностойкие) стали
Нержавеющими сталями называют стали, обладающие стойкостью против электрохимической коррозии.
Нержавеющие стали. Углеродистые и низколегированные стали не устойчивы против коррозии. Антикоррозионными свойствами обладает сталь в том случае, если она содержит большое количество хрома или хрома и никеля: 12Х13, 40Х13, 12Х17, 08Х17Т, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н110.
Хромистые нержавеющие стали. Содержание хрома в нержавеющей стали должно быть не менее 12%. При меньшем содержании хрома сталь не способна сопротивляться коррозии.
Сталь 40X13 применяют для хирургических инструментов, пружин, предметов домашнего обихода и др.
Более коррозионностойка (в кислотных средах) сталь 12X17, применяемая для оборудования азотнокислотных заводов и заводов пищевой промышленности. Для изготовления сварных конструкций эта сталь не рекомендуется.
Для экономии дорогостоящего никеля его частично заменяют марганцем. Например, сталь 10Х14Г14НЗ рекомендуется как заменитель стали 12Х18Н9. Сталь 09Х15Н8Ю применяют для тяжелонагружениых деталей, работающих в атмосферных, уксуснокислых и других солевых средах и для упругих элементов. Сталь 08Х21Н6М2Т применяют для изготовления деталей и сварных конструкций, работающих в средах повышенной агрессивности — уксуснокислых, сернокислых, фосфорнокислых.
Таблица 7. Применение коррозионно-стойких сталей
| Коррозионно-стойкие стали | |
| 20Х13, 08Х13, 12Х13, 25Х13Н2 | Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах. |
| 30Х13, 40Х13, 08Х18Т1 | Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др. (у стали 08Х18Т1 лучше штампуемость). |
| 06ХН28МТ | Для сварных конструкций, работающих в средне агрессивных средах (горячая фосфорная кислота, серная кислота до 10% и др.) |
| 14X17H2 | Для различных деталей химической и авиационной промышленности. Обладает высокими технологическими свойствами |
| 95Х18 | Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа. |
| 08X17T | Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже - 20 °С |
| 15X25T, 15Х28 | Аналогично стали 08X17T, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температурах от - 20 до 400 °С (15Х28 - для спаев со стеклом). |
| 09Х15Н8Ю, 07X16H6 | Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю - для уксуснокислых и солевых сред. |
| 08X17H5M3 | Для деталей, работающих в сернокислых средах. |
| 20X17H2 | Для высокопрочных тяжелонагруженных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах. |
| 10Х14Г14Н4Т | Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196 °С. |
| 12Х17Г9АН4, 15Х17АГ14 03Х16Н15МЗБ, 03X16H15M3 | Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12X18H9,12Х18Н10Т) Для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте. |
| 15Х18Н12С4ТЮ | Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте |
| 08X10H20T2 | Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде. |
| 04X18H10, 03X18H11, | Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах. |
| 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ | Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80 °С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55 %-я уксусная и фосфорная кислоты). |
| 09Х16Н4Б | Для высокопрочных штампосварных конструкций и деталей, работающих в контакте с агрессивными средами. |
| 07Х21Г7АН5 | Для сварных конструкций, работающих при температурах до - 253 °С и в средах средней агрессивности. |
| 03Х21Н21М4ГБ | Для сварных конструкций, работающих в горячей фосфорной кислоте, серной кислоте низких концентраций при температуре не выше 80 °С, азотной кислоте при температуре до95°С. |
| ХН65МВ | Для сварных конструкций, работающих при высоких температурах в серно- и солянокислых растворах, в уксусной кислоте. |
Чугуны
3.1. Серые чугуны
Отливки из серого чугуна широко применяют в машиностроении: для станин металлорежущих станков, маховиков, корпусов, поршневых колес, головок блоков двигателей, поршней, гильз автомобильных и тракторных двигателей, рам.
3.2.Высокопрочные чугуны
Высокопрочные чугуны применяют для самых ответственных деталей, например коленчатых валов, кулачковых валиков.
3.3. Ковкие чугуны
Ковкие чугуны применяют для деталей, работающих на износ.
3.4. Легированные чугуны
Свойства чугунов по аналогии со сталью можно улучшить легированием специальными элементами, такими же, какие используют при легировании стали.
Износостойкие чугуны. Для работы в условиях абразивного износа применяют чугун, содержащий 3,5—5% Ni; 0,8% Сг, обладающий удовлетворительной износостойкостью при легких условиях работы (рабочие органы насосов и др.). Чугуны для работы в условиях сухого трения в основном легированы хромом (до 0,6%) и никелем (до 2,5%) с добавками таких элементов, как титан, медь вольфрам, молибден. Из таких чугунов изготовляют тормозные барабаны автомобилей, диски сцепления, суппорты токарных станков, гильзы цилиндров и др. Высокой износостойкостью обладает высокохромистый чугун, например, марки ИЧХ12ГЗМ (12—14%Сг; 2,8—3,8% Мn; 0,4—0,8% Мо), применяемый для дробильных вальцов, шаров шаровых мельниц и др.
Жаростойкие чугуны. К ним относится хромистый чугун с содержанием хрома от 0,5 до 30%; например: чугун марки ЖЧХ-30 (28—32% Сг), применяемый для деталей печей и вагранок, фурм и других деталей, работающих при высоких температурах (до 900°С); кремнистый чугун марки ЖЧС-5,5 (5—6% Si), применяемый для изготовления деталей, работающих при температурах до 800°С, для рам дверок мартеновских печей, деталей котлов и др.; алюминиевый чугун марки ЖЧЮ-22 (19—25% А1), обладающий наиболее высокой жаростойкостью и применяемый для деталей, работающих при температурах до 1150°С (шлаковые фурмы доменных печей, плавильные тигли и др.).
Коррозионностойкие чугуны. Эти чугуны бывают низко- и высоколегированные. Низколегированный чугун, например, марки ЧН1ХМД (0,7—1,5% Ni; 0,2—0,6% Сг; 0,3—0,6% Мо; 0,2—0,5% Си) применяют для деталей, работающих при повышенных температурах в газовых средах (блоки и головки цилиндров двигателей внутреннего сгорания и др.). Высоколегированные чугуны — это кремнистые сплавы (ферросилиды), содержащие 14—18% Si (например, марка С17), стойкие во всех кислотах и щелочах. Их применяют для изготовления деталей насосов, оборудования для концентрированных серной и азотной кислот и др.