Контроль свойств металла отливок

Категория:
Жаропрочное стальное литье


Контроль свойств металла отливок

Химический состав металла отливок проверяется на металле ковшовой пробы, которая берется при разливке металла в формы.

Контроль свойств металла производится на образцах, отобранных либо из опытных отливок, либо из прилитых или отдельно отлитых планок. Во всех случаях пробный металл подвергается термической обработке одновременно с отливками той же плавки.

Определение механических свойств

Испытание на растяжение при 20 °С производится на образцах НКР-4 (диаметром 6 мм) и на образцах НКР-6 (диаметром 10 мм), ГОСТ 1497-42. Испытание образцов НКР-4 производится на машине ИМ-4Р по шкале на 2000 кг, испытание образцов НКР-6 на машине МИ-12А по шкале на 12 000 кг.

Ударная вязкость определяется на образцах типа Менаже размером 10 X 10 X 55, ГОСТ 1524-42, на маятниковом копре с расстоянием между опорами 40 мм.

Механические- свойства стали после старения определяются на разрывных и ударных образцах по ГОСТу 1524-42.

Испытания на длительную прочность производятся с записью деформации при помощи индикатора на цилиндрических образцах Длиной рабочей части 150 мм. В отдельных случаях применяются образцы, длина рабочей части которых равна 100 мм. Испытания производятся на машинах ИП-2 и ИП-4 при температурах 600, 650, 700 и 750°.

Материал для паровых турбин СВК-150 испытывается при температуре 580°, для арматуры паропровода при 600° и для газовой турбины ГТ-12-3 при 650°. При каждой температуре образцы испыты-ваются при различных напряжениях.

При проведении испытаний на длительную прочность определяется время до разрушения образца, относительное удлинение и относительное сужение. Результаты испытаний на длительную прочность экстраполируются на время, равное 100 000 час. Испытания материала отливок на ползучесть также производятся при различных температурах и напряжениях. При данных условиях за определенный промежуток времени подсчитывается скорость ползучести.

Определение предела длительной прочности в перегретом паре

Для испытания на длительную прочность в среде пара применяются цилиндрические образцы диаметром рабочей части 10 мм и длиной 100 мм. Образцы испытываются на машине ИПГ-1 и подвергаются одновременно действию высокой температуры, растягивающих нагрузок и перегретого пара.

Методики испытаний на длительную прочность в среде перегретого пара и на воздухе аналогичны.

Определение коррозионных свойств металла и окалиностойкости в паровой и газовой средах

Материал, предназначаемый для отливок паровых турбин, исследуется на длительную прочность в среде перегретого пара при температуре 650° и на жаростойкость в перегретом паре.

Материал, предназначаемый для газовых турбин, исследуется на жаростойкость при 700° в газовой среде, имитирующей продукты сгорания топлива газовой турбины. Определяется также склонность литого материала к межкристаллитной коррозии.

Испытания на окалиностойкость проводят на образцах размером 60 X 20 X 2,5 мм. Перед испытаниями образцы тщательно обезжиривают и взвешивают на аналитических весах, затем помещают ) в печь. Для каждой продолжительности выдержки применяются три образца. Испытания производятся либо в муфельной печи ИПГ-1, где образец укрепляется неподвижно, либо на специальных установках ИНК-3 для испытания металла на газовую коррозию по методике согласно ГОСТу 6130-52.

В установках ИНК-3 при испытании диск с образцами вращается, способствуя равномерному окислению образцов. Во время испытания из печи периодически отбирают образцы для определения промежуточных значений окалиностойкости. С образцов снимают продукты коррозии обработкой в расплаве щелочи, затем взвешиванием определяют потерю веса в мг/см2, одновременно определяют глубину проникновения окислов в мм/год по десятибалльной шкале коррозионной стойкости металлов, что также характеризует стойкость испытуемого материала.

Шкалой нельзя пользоваться при наличии межкристаллитной коррозии. При более грубой оценке коррозионной стойкости надлежит руководствоваться группами стойкости, при более точной оценке — баллами.

Материал отливок, применяемых для паровой турбины СВК-150 и арматуры к ней, испытывается при температуре 650 и 600° соответственно.

Материал отливок, предназначенных для газовой турбины ГТ-12-3, испытывается в среде газа, имитирующего продукты сгорания топлива газовой турбины состава: 77,61% N2, 17,40% 02, 2,29% С02, 2,69% Н20, 0,01—0,02% S02. Испытания проводятся при температуре 700°.

Испытаний склонности к межкристаллитной коррозии

Испытания на склонность к межкристаллитной коррозии проводятся согласно ГОСТу 6032-58. Литые образцы размером 90 X 20 X 2 кипятятся в течение 15 час. в растворе следующего состава: 160 г CuS04 + ЮО см3 H2S04 на 1 л дистиллированной воды. В течение кипячения образцы засыпаются медной стружкой.

Склонность металла к межкристаллитной коррозии определяется по наличию трещин межкристаллитного характера при загибе образца на 90° после кипячения в растворе электролита, а также по изменению металлического звука.

Контроль макро- и микроструктуры

Макроструктуру литого металла аустенитных отливок изучают на тёмплетах, вырезанных из опытных отливок, и на темплетах, вырезанных из планок, прилитых к промышленным отливкам. Исследуемую поверхность темплетов строгают и тщательно шлифуют. В качестве травителя применяется царская водка. Темплет кладется таким образом, чтобы поверхность, подвергающаяся травлению, имела горизонтальное положение для равномерного покрытия реактивом. Смачивание поверхности травителем производится в течение 15 мин. Для более быстрого выявления макроструктуры тем-плеты следует подогревать до 50—60°. Выявление структуры при подогреве происходит через 5—6 мин. Для сохранения темплета после травления его следует протереть спиртом и смазать для предохранения от окисления вазелиновым маслом. На протравленных темплетах кроме макроструктуры при наличии могут быть выявлены также и пороки в виде трещин, межкристаллитных надрывов, окисных плен и заворотов, раковины и рыхлота.

Для исследования микроструктуры микрошлифы приготовляют по такому же способу, как и для стали обычных углеродистых марок. Перед просмотром микрошлифы рекомендуется травить водным раствором хромового ангидрида.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум