Là loại thép có độ bền cao khi làm việc ở nhiệt độ cao,[12] trang 471) 12MX (12MoCr), 12XMΦ (12CrMoV), X18H10T (Cr18Ni10Ti), X18H12T Cr18Ni12Ti), 0X18H12b (0Cr18Ni12B).
Trong thực tế cơ tính của các hợp kim phụ thuộc vào khoảng nhiệt độ làm việc, giá trị của chúng sẽ thay đổi nếu khoảng nhiệt độ tối −u mà các vật liệu có độ bền cao để chọn vật liệu cho phù hợp. ảnh h−ởng của các nguyên tố hợp kim hoà tan vao thép đến độ bền lâu nh− hình
0 1 2 3 % Nguyên tố hợp kim [12] (trang 461) Độ bền dão 21 14 7 Ni Cr Si M M
Hình 2-8 ảnh h−ởng của các nguyên tố hợp kim đến độ bền lâu của sắt
Hình 2-9 Giới hạn bền của một số hợp kim ở nhiệt độ cao [12] (trang 464)
1- Thép Cr-Ni kết cấu có nhiệt độ làm việc T < 300 oC
2- HK Niken Ni T < 650 - 900 oC
3- Thép bền nhiệt Ôstenit T <500 - 650 oC
Hợp kim khó chảy Mo, Cr có thể làm việc ở nhiệt độ T > 900 oC
Dựa vào thành phần hoá học, tổ chức của thép ng−ời ta chia ra các nhóm chính sau đây: • Nhóm thép Péc-lít 12XM (12CrMo), 12XMΦ (12CrMoV). • Nhóm thép Martenxít 12XMΦCP (12CrMoVSiB), X5BΦ (Cr5WV). • Nhóm thép Ôstenít X18H10T (Cr18Ni10Ti); XH77T P (CrNi77TiAlB). • HK bền nhiệt Ni - Co
+ Các HK làm nồi hơi có nhiệt độ làm việc T =350 - 550 oC
có khi T = 600 - 650oC
+ Các HK làm đ−ờng ống có nhiệt độ làm việc T = 500 - 650 oC + Tuốc bin khí , kỹ thuật tên lửa có nhiệt độ làm việc T > 650 oC 2.5.3 Nhóm thép bền nhiệt péc lít
• Đây là nhóm thép bền nhiệt có hàm l−ợng các nguyên tố hợp kim thấp 200 400 600 800 1000 ToC KG/mm2 800 600 400 200 Thép Cr-Ni Hợp kim bền nhiệt -Ni Hợp kim bền nhiệt ferrit
Khoảng (4 - 5)% các nguyên tố hợp kim.
Sử dụng chủ yếu trong chế tạo nồi hơi , các đ−ờng ống dẫn hơi ... Nhiệt độ làm việc < (500 - 600) oC
Pha chính là dung dịch rắn α + pha d− các-bít
Giới hạn bền dão là đặc tính chủ yếu của loại thép này. (Giới hạn bền dão là với biến dạng chảy 1% sau thời gian nhất định 10.000 h; 100.000 h; 200.000 h; ...
• Thành phần hoá học một số thép péclít: (G.465) C Cr Mo V 12MX (12MoCr) 0,09 -0,16 0,4 -0,6 0,40 - 0,6 12XMφ(12CrMoV) 0,08 -0,15 0,4 - 0,6 0,25 - 0,35 0,15- 0,30 12XM (12CrMo) 0,09 -0,16 0,8 -1,1 0,40 - 0,60 12X1Mφ (12Cr1MoV) 0,08 -0,15 0,9 -1,2 0,25 - 0,35 0,15- 0,30
• Vì %C <= 0,15- 0,18 nên có thể hàn tiếp xúc giáp mối và chế tạo các chi tiết ống đ−ợc.
• Vì trong thép có một ít Mo nhằm tăng nhiệt độ kết tinh lại của ferít, do đó độ bền nhiệt tăng lên. Thành phần Mo = (0,3 - 0,5) %
• Cr cũng có tác dụng t−ơng tự nh−ng yếu hơn Mo, Cr = (0,5 - 1,0) %
• Tăng dần Cr thì tổ chức chuyển dần sang Martenxít.
• Độ bền nóng của thép này chủ yếu do ( Mo + Cr) làm hoá bền dung dịch rắn tăng nhiệt độ kết tinh lại của phe-rít.
• Các nguyên tố phụ: W, V, có tác dụng:
• Làm nhỏ hạt;
• Tạo pha thứ 2 hoá bền;
• Ngăn cản sự tiết ra khỏi dung dịch rắn ( các nguyên tố hợp kim chính nh−: Cr, Mo.
Thép Péc lít chứa ít Cr do vậy tính ổn định nóng kém, dể tạo lớp vảy ôxyt ở nhiệt độ cao; dễ có khuynh h−ớng dòn nhiệt . Đây là hịên t−ợng dòn xuất hiện khi nung lâu trong vùng (T = 400...500) oC và không phụ thuộc tốc độ nguội.
Dòn nhiệt xuất hiện ngay cả trong thép bền nóng péc lít ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn 400 - 500 oC.
Cũng nh− dòn ram, dòn nhiệt sẽ làm giảm độ dai va đập đột ngột, nh−ng không làm thay đổi các chỉ tiêu khác về cơ tính .
Nguyên nhân :
Do tiết ra các tạp chất theo biên giới hạt γ ( ôstenit) tr−ớc đây trong quá trình nung .
Khắc phục bằng cách nhiệt luyện:
+ Tôi trong dầu với vận tốc nguội Wng = 200 - 300 độ/s (Vận tốc nguội (Wng.) của dầu < W ng. n−ớc)
Wng n−ớc = 600 oC/s T nung = 900 - 950 oC
Ram cao = 600 - 650 o hoặc ram cao 700 - 750 oC