Purpose. The investigation of temperature dependences of steels' mechanical properties and heat resistance under conditions of thermal cyclic loads. It's necessary to determine the mechanical properties and heat resistance indices of graphitized steels and cast iron VCh400 within the temperature range of 20…800°С. Methodology. Graphitized steels of the following chemical composition (mass %): 0.61…1.04C; 1.19…1.59%Si; 0.32…0.37%Mn; 0.12…0.17%Al; 0.008…0.014%S and 0.016…0.025%Р have been heat-treated according to the mode: heating up to 810°С – holding for 2 hours; cooling down to 680°С – holding for 2 hours with further cooling using the furnace in order to provide the ferrite-pearlite metallic base with graphite inclusions. In order to determine heat resistance indices (heat stresses index K and the material's resistance criterion at thermal cyclic load C) the indices of graphitized steels' and cast irons' mechanical properties in the temperature range of 20…800°С have been investigated. Findings. It has been established that as a result of lower carbon content and smaller quantity of graphite inclusions, graphitized steel exceeds such indices of nodular cast iron VCh400 as: tensile strength and plasticity at room and high temperatures, and also heat resistance criteria K and C. This steel can be used to manufacture articles operating under conditions of thermal cyclic loads. Originality. Tensile strength and percent elongation of graphitized steels within the temperature range of 20…800°С have been determined. Calculations of heat resistance criteria to the heat stresses index K and the material's resistance criterion at thermal cyclic loads C within the temperature range 20…800°С in comparison with nodular cast iron of VCh400 grade have been carried out. Practical value. The expediency of using graphitized steel for manufacturing of articles operating under conditions of thermal cyclic loads has been shown.
Цель. В работе необходимо осуществить исследование температурных зависимостей механических свойств и термостойкости сталей в условиях термоциклических нагрузок. Необходимо определить механические свойства и показатели термостойкости графитизированных сталей и чугуна ВЧ400 в диапазоне температур 20…800 °С. Методика. Графитизированные стали с химическим составом (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 подвергали термической обработке в разных режимах. А именно: нагрев до 810 °С – выдержка 2 часа; охлаждение до 680 °С – выдержка 2 часа с последующим охлаждением с печью для обеспечения феррито-перлитной металлической основы с включениями графита. Для определения показателей термостойкости (параметр тепловых напряжений К и критерий стойкости материала при термоциклической нагрузке С) исследовались показатели механических свойств графитизированных сталей и чугунов в диапазоне температур 20…800 °С. Результаты. Установлено, что вследствие меньшего содержания углерода и меньшего количества включений графита по показателям предела прочности и пластичности при комнатных и высоких температурах, а также по критериям термостойкости К и С графитизированная сталь превышает показатели высокопрочного чугуна ВЧ400. Эта особенность дает возможность использовать ее для изготовления изделий, которые работают в условиях термоциклических нагрузок. Научная новизна. Определены предел прочности и относительное удлинение графитизированных сталей в диапазоне температур 20…800 °С. Выполнены, в сравнении с высокопрочным чугуном марки ВЧ400, расчеты критериев термостойкости: параметра тепловых напряжений К и критерия стойкости материала при термоциклических нагрузках С в диапазоне температур 20…800°С. Практическая значимость. Показана целесообразность использования графитизированной стали для изготовления изделий, которые работают в условиях термоциклических нагрузок.
Мета. 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 температур 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 включеннями 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 пластичності 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 температур 20…800 °С. Практична значимість. Показано доцільність використання графітизованої сталі для виготовлення виробів, що працюють в умовах термоциклічних навантажень.
Heat resistance of graphitized steel.
Термостойкость графитизированной стали.
Термостійкість графітизованої сталі
2014-08-25
Science and Transport Progress ; No. 4(52) (2014); 95-100
Article (Journal)
Electronic Resource
Ukrainian
Metadata by SPU is licensed under CC BY 3.0
Scientific Periodicals of Ukraine | 2013
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2015
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2009
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2014
|