Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 [ 115 ] 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

ТАБЛИЦА 25.7

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ ИЗ СПЛАВА ВТ15 ПОСЛЕ СВАРКИ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ f4]

на жестких режимах. Рекомендуется применять электронно-лучевую сварку, аргоно-дуговую с активирующим флюсом, лазерную.

Термическая обработка сварных соединений повышает прочность, но снижает пластичность шва (табл. 25.7). Повышение прочности и пластичности сварных соединений достигается механико-термической обработкой.

Сплавы со стабильной р-структурой удовлетворительно свариваются всеми видами сварки плавления.

При изготовлении конструкций нз титановых сплавов используют следующие способы сварки: дуговая - в среде защитных газов, неплавящимся и плавящимся электродом, электронно-лучевая, лазерная, плазменная, электрошлаковая, контактная, диффузионная, сварка взрывом, а также пайка.

Глава 26. БЕРИЛЛИЙ И ЕГО СПЛАВЫ (Шиганов И. И.)

26.1, Основные марки сплавов бериллия и их свойства

Металл Be относится к легким металлам П группы периодической системы элементов. Порядковый номер 4, относительная атомная масса 9,01, принадлежит к числу редких элементов. Плотность Be 1,82 г/см, температура плавления 1283 °С. По сравнению с( другими металлами он обладает самой высокой скрытой теплотой плавления 1151 Дж/г, что превосходит А1 почти в 3 раза, Мп - в 6 раз, а Fe - почти в 4,3 раза. Бериллий обладает довольно высокой теплопроводностью, уступая по этому показателю лишь Ag, Си, Аи и Al. Специфичным физическим свойством является его высокая проницаемость для рентгеновских лучей, которая в 17 раз выше, чем у алюминия. Под воздействием окислительных сред на поверхности бериллия образуется защитная окисиая пленка, подобная пленке на алюминии и титане. С одной стороны, это делает его коррознонностойким, а с другой стороны, затрудняет процесс сварки. При высоких температурах Be обладает высокой химической активностью по отношению к кислороду, азоту, водороду, галогенам и т. д. В тонкоизмельченном виде и парообразный Be обладает высокой токсичностью, в связи с чем при обработке его необходима полная защита оператора от воздействия паров и пыли, в частности сварку, необходимо проводить только в герметично закрытых камерах (допустимое содержание в атмосфере до 2 мг на 1 м). Компактный Be не

таблица 26.1

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ БЕРИЛЛИЯ 11]

Материал

Блоки горячепрессоваииые обычной чистоты

Конструкционный сорт

Тепловой и тормозной высокой чистоты

Инструментальный с высоким содержанием окиси (горячепрессованный)

Мелкозернистый (изопрессованный)

Листы толщиной 1-6,3 мм обычной чистоты;

порошковой обычной чистоты

литой обычной чистоты Выдавленные порошковые заготовки:

обычной чистоты

высокой чистоты Поковки обычной чистоты Проволока (диаметром 0,05-0,63 мм) из слитка высокой чистоты

Примечание. Числитель - свойства тель - в поперечном направлении.

токсичен и эксплуатация изделий из него не представляет опасности для здоровья людей [1].

Изделия из Be получают прессованием его порошка с последующим спеканием полученных заготовок в вакууме при 450-500 °С, либо плавкой и литьем в глубоком вакууме или в атмосфере инертного газа. В литом состоянии Be особенно хрупок. Горячепрессоваииые брикеты являются исходным материалом для прокатки и других видов обработки. Бериллий обладает- высокой анизотропией механических свойств, которая зависит от ориентации зерен, связанной со схемой деформации (табл. 26.1).

Бериллиевые полуфабрикаты имеют высокий модуль упругости 3-10= МПа. Пластичность Be крайне низка при комнатной температуре, но возрастает при температуре 300-400 °С в 5-6 раз. Бериллий находит применение в различных областях, в том числе как конструкционный материал. Препятствием на пути его широкого внедрения в конструкциях является хрупкость и низкая пластичность.

26.2. Основные марки алюминиево-бериллиевых сплавов и их свойства

В промышленности нашли наибольшее распространение сплавы на бериллий-алюминиевых композициях [2] Согласно диаграмме состояния, растворимость Be в А1 при эвтектической температуре 645 °С составляет 0,3%

(по массе), при комнатной температуре не превышает 0,1 %, растворимость А1 в Be при температуре 648 °С находится на уровне 4-5% (по массе). Таким образом, в жидком состоянии Be и А1 полностью взаимно растворимы. В твердом состоянии практически все сплавы этой системы представляют собой смесь двух фаз, являющихся при комнатной температуре почти чистыми компонентами Отсутствие интерметаллических соединений в системе А1 - Be дает ей определенные преимущества при создании конструкционных материалов, так как бериллий с подавляющим большинством элементом (за исключением кремния) образует хрупкие интерметаллиды, препятствующие получению более пластичных по сравнению с чистым бериллием сплавов.

А1 -Be сплавы получают как по металлокерамической технологии с использованием смесей порошковых компонентов, так и путем сплавления и отливки слитков. Промышленное применение нашли сплавы с дополнительным легированием алюминиевой матрицы магнием Такие сплавы обладают малой плотностью (2-2,2 г/см*), относительно высокой температурой плавления (1100-1150°С), высокой прочностью и в несколько раз более высоким модулем упругости (~1,5- 10 МПа) по сравнению с широко используемыми алюминиевыми, магниевыми и титановыми сплавами. Наилучшими свойствами обладают сплавы с содержанием Be 40-45 %. Примером может служить промышленный сплав АБМ-1 (ТУ 95.238-80). Свойства сплава приведены в табл. 26.2.

26.3. Свариваемость бериллия и его сплавов

При сварке бериллия методами плавления возникает ряд трудностей, которые ограничивают области их применения. В связи с хрупкостью бериллия и его высокой химической активностью по отношению к примесям-газам швы весьма склонны к образованию пор, холодных и горячих трещин. Дополнительные затруднения создает большая склонность Be к росту зерен при нагреве.

Кроме этого, необходимо учитывать, что наиболее высокими свойствами обладает горячепрессованный Be в деформированном состоянии, а после сварки такого металла в литой зоне свойства основного металла недопустимы низки, особенно по

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ СПЛАВА

АБМ-1 [2, 3]