5. Классификация жаропрочных материалов
Следует помнить, что механические свойства разных сплавов при данной температуре могут не сохраняться в том же соотношении при других температурах. Конструктор, выбирая материал, должен знать, что данный сплав является оптимальным по прочностным свойствам в рабочем интервале температур.
Рис. 333. Кратковременный предел прочности различных материалов в зависимости от температуры:
1 — хромоникелевая конструкционная сталь; 2 — ферритная жаропрочная (теплоустойчивая) сталь; 3 — аустенитная жаропрочная сталь; 4 — никелевый жаропрочный сплав
На рис. 333 приведена кратковременная механическая прочность (предел прочности) сплавов нескольких групп при различных температурах.
Ниже 300 °С наибольшую прочность имеют простые конструкционные стали, обработанные на высокую прочность. Явления ползучести при температурах ниже 350— 300 °С не наблюдается, так что при рабочих температурах ниже 300 °С нет необходимости в применении каких-либо специальных жаропрочных сталей и сплавов.
Для работ в интервале 350— 500 °С оптимальными по свойствам являются сравнительно слаболегированные стали перлитного и ферритного классов. С повышением температуры до 500-650 °С прочность сталей этого типа резко падает, уступая сталям аустенитного класса, а при 650-900 °С стали аустенитного класса, уступают
первое место высоколегированным кобальтовым и никелевым сплавам. При температурах выше 900 °С на первом месте сплавы тугоплавких металлов (молибдена, хрома и т. д.).
Указанные пределы являются ориентировочными. Снижая рабочее напряжение, можно расширить области применения сплавов, обычно используемых при более низких температурах, до более высоких температур, что иногда выгодно по технологическим и экономическим соображениям.
Дальше будут рассмотрены сплавы для котлостроения (обычные рабочие температуры 350-580 °С), турбостроения и других отраслей техники (рабочие температуры преимущественно 500-650 °С) газовых турбин (температура выше 650 °С).
