Звенья цепи

 → Статьи → Звенья цепи
Общие сведения для производства звеньев цепей.
К этому классу относятся стали и сплавы, для производства звеньев цепи, обладающие характерными, присущими только им свойствами, и находящие применение в практике соответственно этим свойствам в особых случаях (почему их называли раньше также сталями особого назначения). В зависимости от характера свойств различают следующие группы сталей:
1) нержавеющую сталь;
2) жаростойкую и жаропрочную сталь;
3) сталь с высоким сопротивлением износу;
4) сталь и сплавы с определенными магнитными свойствами;
5) сплавы высокого электрического сопротивления;
6) сплавы с особыми тепловыми свойствами.

Свойства звеньев цепи зависят от их химического состава, состояния и структуры. Поскольку кардинальное изменение указанных свойств в полезном направлении достигается лишь в результате введения в звенья цепи значительных количеств легирующих элементов, для цепей с особыми свойствами, как правило, характерно высокое содержание легирующих элементов. Если при этом звенья цепи легируются элементами группы никеля, которые, как известно, расширяют область твердого раствора (аустенита) и понижают мартенситную точку, будем получать звенья цепи аустенитного класса. Если же звенья цепи легируются элементами группы хрома, замыкающими область твердых растворов, при незначительном содержании углерода, будут получаться звенья цепи ферритного класса.

К этим двум классам относится большая часть звеньев цепи с особыми свойствами. Особыми свойствами в производстве звеньев цепи обладают также некоторые сплавы легирующих элементов, в которых железо содержится в незначительных количествах или даже совершенно отсутствует, углерод же иногда присутствует лишь как неизбежная и даже вредная примесь. Понятно, что их уже нельзя считать сталью и необходимо рассматривать как сплавы с особыми свойствами.

Стали и сплавы с особыми свойствами находят широкое применение в машиностроении, приборостроении, химической и электротехнической промышленности и играют важную роль в современной технике.

Нержавеющая сталь для производства звеньев цепи.
Нержавеющей называется сталь, отличающаяся высоким сопротивлением коррозии в атмосфере воздуха, паров воды, морской воде, в кислотах, растворах солей и прочих агрессивных средах.

Значительная антикоррозионная стойкость нержавеющей стали для производства звеньев цепи, обусловлена, прежде всего присутствием в ее составе повышенного количества хрома. При воздействии агрессивных сред на поверхности хромосодержащих сталей образуется тончайшая, не различимая глазом, плотная пленка окислов, обладающая свойством надежно защищать сталь от дальнейшего ее разъедания.

Установлено, однако, что удовлетворительное защитное действие пленок окислов против дальнейшей коррозии обнаруживается только в том случае, когда в стали имеется не менее 12% Сr. Поэтому нержавеющие стали всегда содержат более 12% Cr.

Кроме хрома, для увеличения стойкости против коррозии и улучшения качества в других отношениях в нержавеющую сталь добавляют и другие легирующие элементы (особенно Ni). Поэтому нержавеющие стали можно разделить на два класса:
1) однолегированные – хромистые;
2) сложнолегированные – хромоникелевые, хромомарганцевые и др.

Марка 1Х13, содержащая малое количество углерода, представляет пример стали, называемой часто «нержавеющим железом». Изучение диаграмм состояний системы Fe – C – Cr показывает, что при составах, отвечающей этой марке, наряду с хромистым ферритом могут получаться аустенит и продукты его распадения. Поэтому такую сталь относят к классу так называемых «полуферритных» сталей. Эти стали пластичны, легко поддаются обработке и по назначению могут быть отнесены к классу конструкционных сталей, применяемых часто без специальной термической обработки. Сталь марки 1Х13 является достаточно стойкой против коррозии в разных средах, кроме соляной и разбавленной серной кислот.

Марка 47Х13, в отличие от предыдущей, представляет пример нержавеющей инструментальной стали, так как содержание около 0,4% С при данном количестве Cr соответствует по диаграмме в равновесном состоянии уже заэвтектоидному составу.

Эта сталь закаливается на мартенсит при охлаждении на воздухе и потому относится к мартенситному классу. В состоянии мартенсита она имеет твердость порядка 50 – 55 Rc и применяется для изготовления нержавеющего инструмента (например, хирургического). Ее обычно подвергают закалке на воздухе или в масле от температур около 1000° и низкому отпуску (около 400°).

Марка Х17 при невысоком содержании углерода является сталью ферритного класса и представляет типичный размер стали специального назначения – кислотоупорной. Она характеризуется особо высокой сопротивляемостью действию органических и минеральных кислот. Поскольку эта сталь относится к ферритному классу, в ней нет превращений в твердом состоянии и закалка ее невозможна.

Для устранения склонности к интеркристаллитной коррозии в Cr – Ni в нержавеющую сталь вводят Ti и Nb (ниобий), которые отличаются большим химическим сродством к углероду, чем хром; очевидно, что если углерод будет выделяться из твердого раствора в виде карбидов других элементов, то концентрация хрома в стали не нарушится, и сталь не будет подвержена интеркристаллитной коррозии.

Другим недостаткам аустенитных нержавеющих сталей является их низкая сопротивляемость деформированию: предел текучести у этих сталей равен 20 – 27 кг/мм², а временное сопротивление разрыву не превышает 50 – 60 кг/мм.
В настоящее время Cr – Ni нержавеющая сталь применяется главным образом для изготовления различной промышленной аппаратуры в нефтяной, химической и пищевой промышленности, в самолетостроении, транспортной промышленности, архитектуре и, наконец, в повседневном быту.

Для удешевления хромоникелевой марки иногда Ni заменяют марганцем.
Типичным примером подобных сталей может служить сталь, содержащая около 0,3% С, 12% Cr и 16% Mn тоже аустенитного класса. Она обладает удовлетворительной антикоррозийной устойчивостью в облегченных условиях работы ( воздух, обычная вода, аппаратура пищевой промышленности и т. д.). Ещё более высокое сопротивление коррозии имеет сталь состава 0,3% С, 12,0% Cr, 8,0% Mn и 4,0% Ni. Эта сталь успешно заменяет в ряде отраслей промышленности Cr – Ni нержавеющую сталь марки Х18Н9.