Технология аппаратостроения. Ткачев. Технология аппаратостроения
 Скачать 498.97 Kb.
|
|
| Марка стали | ст0,2, МПа | ств, МПа | 5s, % |
| Ст3 | | | 29,4 |
| 20К | | | |
| 10Г2ФР | | | 21,6 |
| 12Х1МФ | | | 18,5 |
| ХН78Т | | | 43,5 |
| 12Х18Н10Т | | | |
5.2 Механические свойства биметаллических листов после термической обработки (средние значения)
5.2 Механические свойства биметаллических листов после термической обработки (средние значения)
| Биметалл | Толщина листа, мм | О 0,2> МПА | СТв, МПа | 5, % | О CP, МПА | ^н, МДж/ м |
| 12Х18Н10Т - 08кп -12Х18Н10Т | 1,0 | | | | - | - |
| 08Х18Н10Т -сталь 10 -08Х18Н10Т | 2,0 -3,5 | | | | - | - |
| 03Х18Н11 -сталь 10 -03Х18Н11 | 2,0 -3,5 | | | | - | - |
| Ст3 -08Х18Н10Т | 2,0 -3,5 | | | | - | - |
| 10ХГСН1Д -12Х18Н10Т* | 5,0 - 8,0 | | | | | - |
| 20К -06ХН28МДТ | 10,0 | | | | | - |
| 17Г2АФ -12XI8H10T | 12,0 | | | | | 1,2 |
| Ст3 -03Х21Н21М4ГБ | 12,0 | | | | | - |
| 12XIMN -XH78T | 12,0 | | | | - | 1,1 |
| 20К - XH78T | 14,0 | | | | | - |
| 16ГС - XH78T | 14,0 | | | | | - |
| XH78T -16ГС -XH78T | 16,0 | | | | | - |
| 16ГС - H70MN | 20,0 | | | | - | 1,3 |
| Ст3 -XH65MB* | 20,0 | | | | | 0,9 |
Продолжение табл. 5.2
| Биметалл | ^лщина листа, мм | О 0,25 МПА | V» Mna | 5, % | CP, МПА | ZH, MДж/ м |
| Ст3 - титан BTI-0 | 14,0 - 32,0 | | | | 180** | 0,8 |
| Ст3 - медь MI | 14,0 - 30,0 | | | | 200** | - |
| 10X2MI -08XI8H10T | 32,0 | | | | | 0,9 |
| 20К -06XH28M>T | 36,0 | | | | | - |
| Ст3 - XH65MB | 40,0 | | | | | 1,0 |
| 10XCT> -08XI8H10T | 45,0 | | | | | 1,5 |
| Ст3 -08X13 | 65,0 | | | | | 1,1 |
| 12MX -08XI8H10T | 65,0 | | | | | 1,7 |
| 16ГС - латунь E@M^9-I-I | 70.0 | | | | 290** | 1,3 |
| Латунь E@M^9-I-I -16ГС -латунь E@M^9-I-I | 70,0 | | | | 280** | 1,3 |
| 09Г2С -12XI8H10T | 80,0 | | | | | - |
| 16ГС -12XI8H10T | 80,0 | | | | | - |
| Ст3 -12XI8H10T | 100,0 | | | | | 1,2 |
| 16ГС -08XI8H10T | 135,0 | | | | | 1,2 |
- без термической обработки;
- временное сопротивление отрыву.
Двухслойная сталь имеет более высокую теплопроводность по сравнению с монолитной коррозионно-стойкой. Биметаллы с плакирующим слоем из нержавеющей стали имеют теплопроводность, которая лишь немного уступает теплопроводности основного слоя ив 2 - 3 раза выше теплопроводности нержавеющей стали. Это обстоятельство особенно важно при изготовлении теплообменной аппаратуры, благодаря улучшению ее эксплуатационных характеристик.
Способность биметалла противостоять коррозии в той или иной среде определяет область его применения. При этом коррозионная стойкость определяется материалом плакирующего слоя.
Двухслойные стали с плакирующим слоем из аустенитных хромоникелевых сталей типа 08Х18Н10Т применяют для изготовления аппаратов, работающих в большинстве органических соединений и таких средах, как растворы азотнокислых, сернокислых и хлористых солей, сухой хлор, сернистые и углекислые газы. Плакированные хромоникельмолибденовыми сталями листы используются для изготовления аппаратуры, работающей в сильноагрессивных средах: горячих растворах сернистой и фосфорной кислот, кипящих растворах уксусной, щавелевой и муравьиной кислот и в растворе серной кислоты при повышенных температурах. В особо агрессивных средах, когда коррозионная стойкость указанных сталей оказывается недостаточной, целесообразно применить двухслойную сталь с плакирующим слоем из сплавов на никелевой основе, титана и других цветных металлов и их сплавов.
Учитывая, что технология изготовления изделий аппаратостроения из биметаллов во многом зависит от их прочностных и деформационных характеристик, а те, в свою очередь, от метода получения композиции, целесообразно рассмотреть основные методы производства биметаллических материалов.
5.2 СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА БИМЕТАЛЛОВ
Существует ряд способов получения многослойных металлических композиций, обладающих своими достоинствами и недостатками. Знание возможностей каждого из них позволяет определить наиболее эффективный способ для производства конкретного вида биметалла, обеспечивающий высокое качество изделия и хорошие экономические показатели его изготовления.
Все известные в настоящее время способы получения многослойных металлов классифицируют по ряду общих признаков. К основным промышленным способам производства многослойных композиций относятся горячая и холодная прокатка, прессование и волочение, сварка взрывом и литье. Биметалл получают также методами наплавки, пайки, электрошлаковой сварки.
Применяют также специальные методы соединения металлов в твердом состоянии: диффузионная сварка, холодная сварка, ультразвуковая сварка, сварка трением и др.
что способствует образованию в полости пакета восстановительных газов, препятствующих процессу окисления.
Для той же цели используются также карбониды металлов - Mo(C0)6, Ni(C0)4, Fe(C0)3, W(C0)6, хлориды -CuCOCl, NbCl5, MoCl5, и т.д., а также йодиды и фториды - TiJ4, ZrJ4, WF6 и др.
При прокатке пакетов Сталь - Сталь, например 16 ГС - 12X18H10T применяют в качестве восстановительной среды суспензию твердого углерода (сажа) с жидкими углеродами (нефтепродукты, смолы, жиры) в пропорции 1 : 4.
Для обеспечения надежного соединения металлов, плохо соединяющихся друг с другом, применяется предварительное плакирование контактной поверхности одного из соединяемых листов материалом, способствующим соединению при прокатке. В частности, используются для этого электролитический метод, наплавка, напыление.
Так для наплавки основного слоя (10XH1M) используют спеченные электродные ленты ЛС-02Х20Н12Г (60х0,1 мм). Размер полученных заготовок - 9000х 1900х42 мм. Прочность сцепления - 350 МПа.
Следует отметить, что промежуточный слой необходим также и для предотвращения взаимной диффузии элементов из одного слоя готового листа в другой.
Предварительное плакирование используют также при получении толстолистового биметалла для уменьшения требуемого усилия сжатия.
Разновидностью данного технологического приема является установка между поверхностями соединяемых металлов промежуточного слоя. При получении биметалла Сталь 8кп - Бр. ОЦС с толщиной слоев, соответственно, 4 и 2,5 мм используют прокладку меди М1 толщиной 0,15 мм (фольга).
Способы укладки составляющих биметалла в пакеты показаны на рис. 5.1.
При получении двухслойных листов используются несимметричные пакеты (рис. 5.1, а), составленные из основного 1 и плакирующего 2 слоев, а также двойные (парные) симметричные пакеты (рис. 5.1, б). В последнем случае одновременно получают два биметаллических листа, изолированных друг от друга прокладкой 3 (разделительный подслой), которая предотвращает сваривание одноименных составляющих при прокатке. На рис. 5.1, в приведена схема несимметричного пакета с подслоем, на рис. 5.1, г - схема симметричного двойного пакета с соединительным подслоем 4. Для получения листов с двухсторонней плакировкой применяется прокатка симметричных трехслойных пакетов без подслоя (рис. 5.1, Э) и с подслоем (рис. 5.1, е).
С помощью прокатки семислойных симметричных пакетов можно одновременно получать один трехслойный и два двухслойных листа (рис. 5.1, ж). Применение симметричных пакетов уменьшает и даже полностью исключает изгиб и коробление биметалла при термической
Рис. 5.1 Схемы укладки составляющих биметаллов в пакеты для последующей прокатки двух- и трехслойных листов
Рис. 5.1 Схемы укладки составляющих биметаллов в пакеты для последующей прокатки двух- и трехслойных листов