ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поведение сталей, металлов и сплавов в условиях эксперимента из "Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях" Влияние температуры. При достаточно высоких температурах все металлы приобретают свойства ползучести (крип). Кроме того, высокая температура ведет к изменению структуры стали. [c.18] На рис. 1.1 показано изменение предела прочности некоторых сплавов в зависимости от температуры. [c.18] Прочность сталей значительно изменяется при переходе к высоким температурам. Так, предел прочности при растяжении хромоникелевой стали типа 18-8 падает с 7000 до 4000 кгс/см при 700 °С до 2000 кгс/см при 800 °С. Модуль Юнга углеродистой и легированной сталей уменьшается при нагревании от 20 до 500 °С на 30%. [c.19] Высокой механической прочностью обладает также сталь, имеющая следующий состав С — 0,05— 0,06% 81 — 0,4% Мп — 0,4% Сг — 16% Ш —8-8,5% А1-1%. [c.19] Более температуроустойчива сталь ЭП202 при 900 °С она еш е настолько прочна, что из нее можно изготовлять аппараты, работающие под давлением в тысячи атмосфер. [c.19] У сталей первой группы при снижении температуры возрастают предел прочности, предел текучести, предел упругости, твердость и понижается относительное удлинение, относительное сужение и ударная вязкость (табл. 1.3). [c.19] Во вторую группу входят стали, содержащие более 13% никеля, хромоникелевые, хромомарганцевые стали, нержавеющие стали (Х18Н9) и др. При низких температурах эти стали сохраняют почти такую же высокую вязкость, какой они обладали при нормальной температуре. С понижением температуры у них повышаются пределы прочности, упругости и текучести, увеличивается твердость и уменьшается (у большинства) относительное удлинение (табл. 1.4). [c.19] Свойства сталей и сплавов увеличивать прочность при низких температурах было использовано Бассе при конструировании аппарата для создания давления 100 кбар при температуре жидкого воздуха. При этом прочность карболоя, из которого был сделан аппарат, при сжатии возрастала до 100 ООО кгс/см . [c.22] Изменяются при низких температурах механические свойства и цветных металлов. Возрастают пределы прочности, текучести и т. д. [16]. Указанное изменение свойств необходимо учитывать при выборе материала для прокладок и затворов. Свойства цветных металлов при низких температурах приведены в табл. 1.6. [c.22] Влияние давления. Под давлением пластичность стали значительно увеличивается. Подробные исследования [17, 18] показали, что пластическая деформация под гидростатическим давлением может достигать огромных размеров и практически неограниченно увеличиваться без наступления разрыва. Обычная сталь при гидростатическом давлении 25 кбар приобретает трехсоткратное удлинение без разрыва [17]. Такой хрупкий металл, как хром, становится пластичным и деформируется с образованием шейки (при достижении так называемого порогового давления). Разрыв образца в таких условиях происходит только от среза [2]. [c.22] Под гидростатическим давлением меняется характер и других видов деформации. Например, деформация сдвига становится качественно схожей с пластической деформацией растяжения. [c.22] Данные [19] показывают, что сопротивление сдвигу при увеличении давления от 25 до 150 кбар возрастает в 8—12 раз, а при увеличении от 25 до 500 кбар — в 50 раз. [c.22] Через лист малоуглеродистой стали, находящейся под гидростатическим давлением, может быть продавлен пуансон без высечки , причем ползп1ается ровное отверстие. [c.22] Причина такого изменения свойств металлов под гидростатическим давлением в том, что высокое давление уменьшает растягивающие напряжения в деформируемом теле и подавляет процесс зарождения трещин разрушения, который связан при деформациях с движением дислокаций. При этом происходит залечивание дефектов [2]. Деформации, происходящие в существующих микропорах и частицах включения, также способствуют залечиванию трещин. При этом состояние текучести наступает раньше [21]. Более детально с причинами увеличения пластичности под действием высокого гидростатического давления можно ознакомиться в [22, 23]. [c.23] Действие газов и яшдкостей. Азот химически реагирует с железом при высокой температуре (выше 400 °С) и при высоких давлениях [24] с образованием нитрида железа. При этом меняется кристаллическая решетка железа и растет его ломкость. [c.23] Водород — один из самых опасных для сталей газов. Известен случай, когда при 9 кбар водород проникал через стенки цилиндра, имевшего внутренний диаметр 0,6 см и толщину стенки 4,4 см, со скоростью взрыва, хотя металл не имел видимых трещин. [c.23] В результате воздействия водорода на сталь повышается хрупкость стали и наблюдается водородная коррозия. Повышение хрупкости, т. е. уменьшение прочности без образования микроскопических трещин и изменения микроструктуры и состава, обусловлено адсорбцией водорода на поверхности металла, скоплением атомов водорода в местах дефектов кристаллической решетки и развитием внутреннего давления. [c.23] Водородная коррозия заключается в реакции между водородом и углеродом стали. При этом образуется метан, в результате его накопления появляются трещины и вздутия, а металл обезуглероживается. Исследование этого процесса показало [25], что в зависимости от активности углерода в стали, давления водорода и температуры давление метана, образующегося при протекании реакции между углеродом и водородом, может достигать 10 —10 бар. Чем выше давление водорода, тем менее устойчива против водородной коррозии сталь. [c.23] Р — растворимость водорода, мг/100 г Р — давление, кгс/см . [c.23] Практические данные о действии водорода на двухслойные стали приведены в литературе [27]. [c.24] Вернуться к основной статье