|
Материалы

Сплавы для работы при низких температурах


Алюминиевые сплавы не имеют порога хладноломкости: вязкость при ударном изгибе у них равномерно понижается с падением температуры; по сравнению с аустенитными сталями значения ее существенно ниже. При низких температурах алюминиевые сплавы имеют вязкий излом при относительно малой ударной вязкости.

Наибольшее применение в технике низких температур получили сплавы алюминия с магнием — магналии ввиду удачного сочетания в них прочности, пластичности, свариваемости, коррозионной стойкости. Увеличение содержания магния ведет к росту прочности сплава. Применяемые термически неупрочняемые сплавы содержат не более 7 % магния. Из магналиев как за рубежом, так и в СССР предпочтение в машиностроении отдается сплаву АМг5: по свариваемости он превосходит сплав АМг2, хотя несколько уступает ему по пластичности. По прочности он мало уступает сплаву АМгб, выгодно отличаясь от него большей пластичностью.

Прочность термоупрочняемых алюминиевых сплавов приближается к прочности аустенитных сталей и поэтому во многих случаях они могли бы быть их заменителями. Их недостатком является склонность к коррозии под напряжением. Кроме того, эти сплавы разупрочняются в зоне сварного шва.

Свойства и применение сплавов титана при низких температурах

Титановые сплавы относятся к числу наиболее перспективных материалов для техники низких температур. Титановые сплавы определенных марок обладают удовлетворительной пластичностью и вязкостью вплоть до 4 К. Благодаря низкой плотности в сочетании с высокой прочностью и достаточной пластичностью применения титановых сплавов при низких температурах позволяет уменьшить массу конструкций в сравнении с коррозионностойкими сталями на 20—25 и алюминиевыми сплавами на 40—45 %. Поэтому титановые сплавы все чаще применяют для изготовления деталей и узлов, работающих при низких температурах в летательных аппаратах.

При проектировании изделий из титановых сплавов необ­ходимо учитывать, что титан имеет низкое значение модуля нормальной упругости, почти в два раза меньшее, чем у железа и никеля. Для создания достаточно жестких конструкций из титана приходится увеличивать толщину деталей, что приводит к увели­чению массы. Химическая активность титана требует определенной осторожности при использовании титановых сплавов в конструкциях, где рабочей средой является газообразный или жидкий кислород.

Сплавы со структурой -фазы типа ВТ5-1, АТ2, легированные Al, Sn, Zr, хорошо свариваются, сохраняют высокую пластичность при низких температурах и поэтому являются наиболее перспективными конструкционными материалами для использования в холодильной и криогенной технике.

Свойства и применение сплавов меди при низких температурах

Медь и ее сплавы являются материалами, одними из первых нашедшими применение в холодильном и криогенном оборудовании. Медь не имеет порога хладноломкости и нижний температурный предел ее использования близок к абсолютному нулю. Однако, из-за высокой стоимости и дефицитности меди применение медных сплавов в технике низких температур в последнее время сокращается.

Широкое применение находят сплавы меди — латуни и бронзы. Их применяют в корпусах холодильной и криогенной арматуры, для изготовления отливок, пружин и других разнообразных деталей.

Широкое применение в холодильном и криогенном машиностроении находят латуни марок Л63, Л68, ЛЖМц59-1-1, ЛЦ59, ЛК80-ЗЛ и бронзы марок БрАЖМцЮ-3-1,5; БрКМцЗ-1, БрБ2.

Латунь Л68 применяют для изготовления различных трубопроводов, сеток, прокладок, работающих при температурах .520—20 К.

Наибольшую прочность имеют меднобериллевые сплавы, временное сопротивление которых в термообработанном состоянии более 1000 МПа при удовлетворительной вязкости и пластичности при низких температурах. Поэтому бронза БрБ2, сочетающая высокую прочность с высокой релаксационной стойкостью, нашла применение для изготовления пружинящих элементов криогенной арматуры; они хорошо работают вплоть до 4 К. Основной недостаток бериллиевых бронз состоит в их высокой стоимости. Легирование добавками никеля и титана позволяет несколько уменьшить содержание бериллия (БрБНТ1,7) без существенного снижения механических свойств.

 

Выбор конструкционных материалов для работы при низких температурах

Плохое качество конструкций и изделий часто является след­ствием неправильного выбора материала для заданных условий их эксплуатации. Особенности, характерные для низкотемпературной работы оборудования, предъявляют ряд специфических требований к материалам.

1 2 3
Общее время работы: 10.653972625732 мс
Использование памяти: 660 КБ