Свойства, характеристики и параметры сталей

1. Параметры ползучести

Приближенные значения высокотемпературных пределов ползучести используемых сплавов на основе железа при падении разрывного напряжения ниже примерно 50 МПа, или МН·м^-2, за 100000 ч приведены в Таблице 1. В Таблице 2 показаны значения разрывных напряжений при различных температурах для некоторых типичных сталей.

Таблица 1. Высокотемпературные пределы ползучести сплавов на основе железа

Таблица 2. Разрывные напряжения для сталей

2. Удельное электрическое сопротивление

В Таблице 3 приведены удельные электрические сопротивления, которые имеют различные типичные сорта железных сплавов при 20°С.

Таблица 3. Удельные электрические сопротивления железных сплавов

Примечание: Удельные сопротивления уменьшались при тепловой обработке, которой подвергались металлы.

3. Усталость

Предел усталости для большинства материалов на основе железа составляет приблизительно 0.4…0.6 предела прочности на растяжение. На практике, однако, эти значения во многом зависят от условий на поверхности, связанных с составом.

4. Механические свойства мартенситно-стареющих сталей

B Таблице 4 приведены механические свойства мартенситно-стареющих сталей.

Таблица 4. Механические свойства мартенситно-стареющих сталей по классификации AISI-SAE

5. Сопротивление коррозии

Фактором, ограничивающим применение материалов при высоких температурах, является коррозия поверхности, т.е. образование окалины, ведущее к окислению. Mатериалы с хорошим сопротивлением коррозии — это те, которые образуют непроницаемый окисный слой, способный сопротивляться дальнейшему проникновению кислорода в материал. B Таблица 5 приведена общая схема пределов окисления для различных сталей.

Таблица 5. Пределы окисления сталей

6. Критическое сечение

Критическим сечением называется такое, которое обеспечивает равномерную прокаливаемость при заданной скорости охлаждения. Mеханические свойства сталей зависят от размера поперечного сечения материала. На этом основании свойства материалов часто указывают в терминах размера поперечного сечения. Предельное очертание профиля — это максимальный диаметр круглого сортового проката, в центре которого можно получить требуемые свойства.

Причиной различия механических свойств, получающихся при различных размерах круглого проката у одной и той же марки стали, является то, что во время тепловой обработки скорости охлаждения в центре проката, как правило, различные, что приводит к изменению его размеров. B результате получаются различия и в микроструктуре, а отсюда следует также наблюдаемое различие в механических свойствах. Bообще, чем больше критическое сечение, тем меньше предел прочности на растяжение и больше относительное удлинение. B Таблице 6 приведено несколько типичных значений критического сечения.

Таблица 6. Эффект влияния критического сечения на свойства материала

7. Плотность

Плотность беспримесного чугуна равна 7.88·10³ кг·м^-3при 20°С . Добавки легирующих элементов при относительно малых их количествах изменяют это значение. Например, углерод, марганец, хром и алюминий уменьшают плотность, тогда как никель, молибден, кобальт и вольфрам увеличивают ее. Таким образом, углеродистые стали имеют плотность около 7.80·10³ кг·м^-3, легированные стали — около 7.81·10³, ферритные и мартенситные нержавеющие — около 7.7·10³, а аустенитные нержавеющие — около 8.0·10³ кг·м^-3.

8. Тепловые свойства

Тепловые свойства, т.е. удельная теплоемкость, тепловое сопротивление и температурный коэффициент линейного расширения изменяются с температурой. B Таблице 7 приведены средние значения этих параметров для температур в области 20°С.

Таблица 7. Тепловые свойства железоулеродистых сплавов

Примечание: Преобразование Дж·кг^-1·°С^-1 в кал·г^-1·°С^-1 умножением на 2.39·10^-4. Преобразование Bт·м^-1·°С^-1 в кал·см^-1·°С^-1·с^-1 умножением на 2.39·10^-3.