Теплоустойчивая сталь (по ГОСТ 20072-74)
Сталь предназначена для изготовления деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 600 °С в течение длительного времени.
Классификация. По видам обработки сталь подразделяют на горячекатаную; кованую; калиброванную; калиброванную шлифованную.
По состоянию материала сталь подразделяют на термически необработанную; термически обработанную — Т; нагартованную — Н (для калиброванной стали).
В зависимости от назначения горячекатаную и кованую сталь подразделяют на подгруппы: а — для горячей обработки давлением; б — для холодной обработки (обточки, строжки, фрезерования и другой обработки по всей поверхности); в — для холодного волочения (подкат).
Назначение стали (подгруппу) указывают в заказе.
Примеры обозначений:
Горячекатаная квадратная сталь со стороной квадрата , обычной точности проката В, марки 20Х3МВФ. предназначенная для холодной механической обработки (подгруппа б), без термической обработки:
Квадрат (В 30 ГОСТ 2591 – 88) / (20X3МВФ — б ГОСТ 20072 – 74).
Горячекатаная полосовая сталь толщиной , шириной , марки 20Х1М1Ф1БР-Ш, предназначенная для холодной механической обработки (подгруппа б), термически обработанная (Т):
Полоса (36 × 90 ГОСТ 103 – 76) / (20Х1М1Ф1БР-Ш -б -Т ГОСТ 20072 – 74).
Калиброванная круглая сталь диаметром , квалитета h10, марки 12X1МФ, нагартованная (Н), качества поверхности В:
Круг (25 – h10 ГОСТ 7417 – 75) / (12X1МВФ — Н — В ГОСТ 20072 – 74).
Технические требования.Горячекатаную и кованую стать перлитного класса в соответствии с заказом поставляют термически обработанной (отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском) или без термической обработки.
Горячекатаную сталь и кованую сталь мартенситного класса поставляют термически обработанной (отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском).
Калиброванную сталь в соответствии с заказом поставляют термически обработанной или нагартованной (за исключением стали марки 20Х3МВФ).
Химические элементы в марках стали обозначены следующими буквами: Б — ниобий, В — вольфрам, М — молибден, Н — никель, Р – бор, Т — титан, Ф — ванадий, X- хром.
Наименование марок сталей состоит из обозначения элементов и следующих за ними цифр. Цифры, стоящие после букв, указывают среднее содержание легирующего элемента в целых единицах, кроме элементов, присутствующих в стали в малых количествах. Цифры перед буквенным обозначением указывают среднее или максимальное (при отсутствии нижнего предела) содержание углерода встали в сотых долях процента.
Сталь, полученную методом электрошлакового переплава, дополнительно обозначают через тире в конце наименования марки буквой Ш.
Механические свойства стали приведены в табл. 1а, 1.
Сортамент стали:
ГОСТ 2590-88 — для горячекатаной круглой;
ГОСТ 2591-88 — для горячекатаной квадратной;
ГОСТ 1133-71 — для кованой круглой и квадратной;
ГОСТ 103-76 и ГОСТ 4405-75 — для горячекатаной полосовой;
ГОСТ 7417-75 — для калиброванной и калиброванной шлифованной круглой;
ГОСТ 8559-75 — для калиброванной квадратной;
ГОСТ 8560-78 — для калиброванной шестигранной.
1а. Твердость горячекатаной н кованой отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском стали
Марки теплоустойчивой стали |
Диаметр отпечатка, мм, не менее |
Твердость НВ, не более |
|
Новое обозначение |
Старое обозначение |
||
12Х1МФ |
12ХМФ |
4,1 |
217 |
20Х1М1Ф1ТР |
ЭП182 |
4,0 |
229 |
20Х1М1Ф1БР |
20ХМФБР. |
4,0 |
229 |
ЭП44 |
|||
25X1МФ |
ЭИ10 |
4,0 |
229 |
20Х3МВФ |
ЭИ415 |
3,7 |
269 |
ЭИ579 |
|||
15X5 |
Х5 |
4,1 |
217 |
12Х8ВФ |
1Х8ВФ |
4.1 |
217 |
12МХ |
— |
4,1 |
217 |
15Х5М |
Х5М |
4,1 |
217 |
1. Механические свойства стали
Марка стали |
Рекомендуемые режимы термической обработки |
Механические свойства |
||||||
Закалка, нормализация, отжиг |
Отпуск или старение* |
Предел текучести σт, МПа |
Временное сопротивление σв, МПа |
Относительное удлинение δ5, % |
Относительное сужение поперечного сечения ψ, % |
Ударная вязкость KCU, Дж/см2 |
||
Температура нагрева, °С |
Среда охлаждения |
Температура нагрева, °С |
не менее |
|||||
12МХ |
Нормализация 910 — 930 |
Воздух |
670 — 690 |
235 |
410 |
21 |
45 |
59 |
12Х1МФ (12ХМФ) |
Нормализация 960 — 980 |
Воздух |
700 — 750 |
255 |
470 |
21 |
55 |
98 |
20Х1М1Ф1ТР (ЭП182) |
Закалка 970 — 990 |
Масло |
680 — 720 |
665 |
780 |
15 |
50 |
59 |
20Х1М1Ф1БР (20ХМФБР, ЭП44) |
Вариант I: Закалка 970 – 990 Вариант II: Нормализация 1030 — 1050 |
Масло Воздух |
680 – 720 Выдержка 6 ч Ступенчатый отпуск 600/3 ч |
665 665 |
780 780 |
14 14 |
50 50 |
59 59 |
25Х1МФ (ЭИ10) |
Закалка Вариант I: 880 – 900 Вариант II: 930 — 950 |
Масло Масло |
640 – 660 620 — 660 |
735 665 |
880 780 |
14 16 |
50 50 |
59 59 |
18Х3МВ (ЭИ578) |
Закалка 950 — 970 |
Масло |
660 — 680 |
440 |
640 |
18 |
— |
118 |
20Х3МВФ (Э11415, ЭИ579) |
Закалка 1030 — 1060 |
Масло |
660 — 700 |
735 |
880 |
12 |
40 |
59 |
15X5 (Х5) 15Х5М (Х5М) 15Х5ВФ (Х5ВФ) 12Х8ВФ (1Х8ВФ) |
Отжиг 840 – 860 То же » » |
С печью То же » » |
– – – – |
165 215 215 165 |
390 390 390 390 |
24 22 22 22 |
50 50 50 50 |
98 118 118 98 |
*Охлаждение на воздухе.
Нормы механических свойств относятся к образцам, отобранным из прутков диаметром или толщиной до вкл. При испытании прутков диаметром или толщиной свыше: 90 до допускается понижение относительного удлинения на 2 %, относительного сужения на 5 % и ударной вязкости на 10 % по сравнению с нормами, указанными в табл. 21. Для прутков диаметром или толщиной и выше допускается понижение относительного удлинения на 3 %, относительного сужения на 10 % и ударной вязкости на 15 %.
Вариант термической обработки и механических свойств (Iили II) стали марки 25X1МФ оговаривается в заказе.
2. Рекомендации по применению теплоустойчивой стали
Марка стали |
Назначение |
Рекомендуемая температура применения, °С |
Срок работы |
Температура начала интенсивного окалинообразования, °С |
12МХ |
Грубы пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления, поковки для паровых котлов и паропроводов, детали цилиндров газовых турбин |
510 |
Весьма длительный |
570 |
20Х1М1Ф1КР (ЭЦ44) |
Крепежные детали турбин и фланцевых соединений паропроводов и аппаратуры |
500 — 580 |
— |
— |
25Х1МФ (ЭИ10) |
Болты, плоские пружины, шпильки и другие крепежные детали |
510 |
Весьма длительный |
600 |
25Х2М1Ф (ЭИ723) |
Плоские пружины, болты, шпильки и другие крепежные детали |
520 — 550 |
То же |
600 |
20Х3МВФ (ЭИ415, ЭИ579) |
Роторы, диски, поковки, болты. Трубы высокого давления для химической аппаратуры и гидрогенизационных установок |
500 — 560 |
Длительный |
600 |
15X5 (Х5) |
Трубы, детали насосов, лопатки турбомашин, подвески котлов |
600 |
— |
650 |
12Х8ВФ (1Х8ВФ) |
Трубы печей, аппаратов и коммуникаций нефтезаводов |
500 |
Длительный |
650 |
20Х1М1ФТР (ЭИ182) |
Крепежные детали турбин и фланцевых соединений паропроводов и аппаратуры |
500 — 580 |
— |
— |
15Х5М (Х5М), 15Х5ВФ (Х5ВФ) |
Корпусы и внутренние элементы аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов и крегинговых труб, детали насосов, задвижки, крепеж |
600 |
Весьма длительный |
650 |
Примечание. Под длительным сроком работы условно понимают время службы детали от 1000 до 10000 ч (в отдельных случаях, дo20000 ч), под весьма длительным сроком работы время значительно более 10000 ч (обычно от 50000 до 100000 ч).