В связи с тем, что в последнее время сильно возрос интерес к энергетики, и также к технике, которая занимается газотурбинами жаропрочная сталь пользоваться популярностью. И этому есть несколько объяснений. Так, не только вырос интерес к промышленности в последнее время, но и возможность использование высокой температуры для изготовления некоторых деталей, востребованных в последнее время.
Именно поэтому жаропрочная сталь как раз и является той необходимой находкой, позволяющей изготавливать нужные детали при температуре, которая раньше не подчинялась человеку. И несмотря на то, что на такой материал воздействует сразу и высокая температура и самые непредсказуемые погодные условия, сталь все равно продолжает сохранять все свои свойства, которые как раз и необходимы для изготовления востребованных деталей.
Какими ГОСТами регулируется
Многофункциональная сталь 20х23н18 имеет сложный состав, который регулируется рядом государственных стандартов. Основа сплава – железо, а остальные элементы необходимы для получения определенных эксплуатационных характеристик. В качестве легирующих соединений используются никель, хром, марганец, кремний, фосфор и сера.
Такой состав придает металлу высокие прочностные характеристики, стойкость к коррозии и повышает показатели жаропрочности. Помимо выверенного соотношения всех элементов, ГОСТ регулирует технологию изготовления сырьевого материала и сортамента.
Сталь выплавляется в дуговой печи в несколько этапов, во время которых особое внимание уделяется температурному режиму. Общепринятый технологический процесс состоит из следующих этапов:
- на первоначальном этапе плавления температура воздействия достигает 1180 градусов по Цельсию;
- по достижении высшей точки плавления, температура начинает понемногу понижаться до уровня в 900 градусов;
- после основного этапа деформации наступает черед закаливания металла – для этого заготовка нагревается до 1150 градусов;
- на последнем этапе сплав охлаждается в воде, масле или на открытом воздухе.
Жаропрочная сталь 20х23н18 по ГОСТу может быть изготовлена только на специальном сталелитейном оборудовании, а гарантировать соблюдение всех необходимых требований могут только крупные производственные предприятия.
Сталь 20Х23Н18
Справочная информация Марочник сталей Сталь 20Х23Н18
Общие сведения
| Заменитель | стали: 20Х23Н13, 15Х25Т. |
| Вид поставки | сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 7350-77, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74. Лента ГОСТ 4986-79. Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71. |
| Назначение | поковки, бандажи для работы при 650-700 °С, детали камер сгорания, хомуты, подвески и другие детали крепления котлов, муфелей для работы при температуре до 1100 °С, бесшовные трубы. Сталь жаростойкая и жаропрочная аутенситного класса. |
Химический состав
| Химический элемент | % |
| Кремний (Si), не более | 1.0 |
| Медь (Cu), не более | 0.30 |
| Марганец (Mn), не более | 2.0 |
| Никель (Ni) | 17.0-20.0 |
| Титан (Ti), не более | 0.2 |
| Фосфор (P), не более | 0.035 |
| Хром (Cr) | 22.0-25.0 |
| Сера (S), не более | 0.02 |
Механические свойства
Механические свойства
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | d4, % | y, % |
| Прутки. Закалка 1100-1150 °С, воздух или вода. | 60 | 196 | 490 | 35 | 50 | |
| Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1030-1130 °С, вода (образцы поперечные) | >4 | 264 | 539 | 35 | ||
| Лента холоднокатаная. Закакла 1050-1080 °С, вода или воздух. | <0,2 | 580 | 19 | |||
| Лента холоднокатаная. Закакла 1050-1080 °С, вода или воздух. | 0,2-2,0 | 580 | 38 |
Механические свойства при повышенных температурах
| t испытания, °C | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | |||||||||
| Прутки диаметром 38-55 мм. Закакла 1180 °С, вода. Старение 800 °С, 4 ч. | ||||||||||||||
| 20 | 295-320 | 600-660 | 29-35 | 47-54 | 137-186 | |||||||||
| 300 | 235 | 520-540 | 25-28 | 45-49 | 147-166 | |||||||||
| 400 | 225 | 540 | 24-32 | 39-45 | 147-166 | |||||||||
| 500 | 210 | 520-540 | 25-31 | 41-45 | 171 | |||||||||
| 600 | 195 | 440 | 24 | 46 | 176 | |||||||||
| 700 | 185-195 | 315-330 | 19-24 | 35 | 171 | |||||||||
| 800 | 165 | 185-205 | 19-27 | 34 | 176 | |||||||||
| Образец диаметром 10 мм и длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с. | ||||||||||||||
| 800 | 215 | 255 | 24 | 67 | ||||||||||
| 900 | 135 | 135 | 37 | 77 | ||||||||||
| 1000 | 64 | 71 | 49 | 77 | ||||||||||
| 1100 | 39 | 44 | 51 | 70 | ||||||||||
| 1200 | 22 | 27 | 27 | 31 | ||||||||||
Механические свойства в завис. от тепловой выдержки и температуры испытания
| Термообработка, состояние поставки | t испытания, °C | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 | ||||||||
| Прутки сечением 38-55 мм. Закалка 1180 °С, вода. Старение 800 °С, 4 ч. | ||||||||||||||
| Тепловая выдержка 650 °С, 10000 ч | 20 | 330 | 590-630 | 12-18 | 28 | 64-69 | ||||||||
| Тепловая выдержка 650 °С, 10000 ч | 650 | 205 | 340-390 | 11-15 | 16-21 | 127 | ||||||||
| Тепловая выдержка 700 °С, 10000 ч | 20 | 320 | 510-550 | 5-6 | 8-10 | 15 | ||||||||
| Тепловая выдержка 700 °С, 10000 ч | 650 | 195 | 285-330 | 4-5 | 5-8 | 49 | ||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 2000 ч | 20 | 295 | 640 | 26-35 | 29-42 | 59 | ||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 2000 ч | 500 | 195 | 460 | 22 | 33-43 | |||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 2000 ч | 650 | 175 | 390 | 14-19 | 23-24 | 137-167 | ||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 2000 ч | 800 | 145 | 185 | 6-8 | 12-16 | |||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 4000 ч | 20 | 315 | 590-630 | 17-32 | 20-39 | 34 | ||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 4000 ч | 500 | 195 | 470 | 18-25 | 29-35 | 54-59 | ||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 4000 ч | 650 | 185 | 350 | 8-12 | 15-17 | 78-98 | ||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 4000 ч | 800 | 135 | 185 | 7-10 | 13-18 | |||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 10000 ч | 20 | 275 | 580-620 | 14-28 | 20-39 | 34 | ||||||||
| Тепловая выдержка 800 °С, 10000 ч | 650 | 175 | 340-370 | 5-10 | 20 | 73-80 | ||||||||
Технологические свойства
| Температура ковки | Начала 1220, конца 900. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. |
| Свариваемость | ограниченно свариваемая. |
| Обрабатываемость резанием | В нормализованном и отпущенном состоянии при НВ 178 и sB = 610 МПа, Ku б.ст. = 0,4. |
Предел выносливости
| s-1, МПа | sB, МПа | s0,2, МПа | Термообработка, состояние стали |
| 255 | 590 | ||
| 245 | 570 | 290 | Закалка 1100 С, вода или воздух. НВ 140-200 |
Жаростойкость
| Среда | Температура, °С | Длительность испытания, ч | Глубина, мм/год | Группа стойкости или балл |
| Воздух | 650 | 4500 | 0,0027 | 2 |
| Воздух | 750 | 1500 | 0,01 | 3 |
| Воздух | 800 | 0,044 | 4 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 20 0 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 200 | 182 | 176 | 170 | 160 | 150 | 141 | |||
| Плотность, pn, кг/см3 | 7900 | 7760 | 7720 | 7670 | 7620 | 7540 | ||||
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 14 | 16 | 19 | 22 | ||||||
| Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 1000 | |||||||||
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 14.9 | 15.7 | 16.6 | 17.3 | 17.5 | 17.9 | 17.9 | |||
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 538 |
Характеристики и свойства
Состав металла разработан на основе жаропрочных сплавов, но наличие некоторых дополнительных компонентов усиливает отдельные свойства металла. Так, никель повышает жаропрочность сплава, а хром препятствует окислению. Наличие небольшого количества углерода увеличивает разрешенный диапазон температурного воздействия и повышает свойства пластичности. Хром образует на поверхности металла защитную пленку и готовые изделия прекрасно переносят воздействие повышенной влажности.
Сталь имеет следующие специфические свойства:
- высокая технологичность;
- повышенная пластичность;
- жаропрочность;
- стойкость к коррозии любого типа;
- отличная свариваемость.
Основная область использования сплава – изготовление различных металлических деталей, и для обработки металлических заготовок используются различные механические и термические способы создания определенной формы. Сталь хорошо поддается ковке, шлифовке, полировке и выплавке. Такое свойство дает возможность создавать монолитные детали с высоким пределом прочности.
Общие характеристики коррозионностойкой стали
К коррозионностойким сталям относят металлические сплавы, обладающие высокой стойкостью к коррозийным процессам в разных атмосферных и климатических условиях, воде, агрессивных газовых и химических средах. Антикоррозийные свойства обеспечиваются обогащением углеродистой стали специальными элементами, важнейший из них – это хром. Его минимальное содержание в структуре сплавов составляет 10,5%.
В данный момент существует около 250 марок нержавейки. Самые используемые легирующие элементы – это никель, кобальт, титан, молибден, ниобий. Углерод, в обязательном порядке входящий в состав, придает готовым изделиям нужную прочность и твердость. Изменение пропорций химических элементов дает металл с различными свойствами, предназначенный для определенных сфер использования.
Сфера применения нержавеющей стали 20х23н18
Уникальный по своим характеристикам сплав предназначен для изготовления деталей, которые будут использоваться в условиях агрессивного и экстремального воздействия. Для получения деталей оборудования используют обычные металлические заготовки, но существуют и более привлекательные варианты сортаменты со шлифованной поверхностью. Такой сортамент используется для создания декоративных элементов интерьера. Например, мебель в стиле «хай-тек» обязательно содержит несколько металлический изделий, которые придают ей оригинальный и современный вид.
Сталь 20х23н18 покупается для следующих целей:
- создание деталей отопительных систем и печного оборудования;
- авиационная промышленность;
- изготовление деталей, предназначенных для использования в среде с повышенным радиоактивным фоном;
- создание кухонной посуды, которая подвергается температурному воздействию;
- производство бесшовных труб;
- строительство металлических конструкций.
Жаропрочный сплав отлично справляется с интенсивными нагрузками и выдерживает длительный период нагревания, что делает металл незаменимым при изготовлении деталей определенного оборудования.
Классификация жаропрочных сталей
Обычно жаропрочный материал применяется для того, чтобы изготовить детали, которым другим путем выполнить просто невозможно. Прежде всего, речь идет о лопатка для таких двигателей, как газотурбинные. Обычно этот материал проходит несколько операция, которые помогают изготовить необходимые детали.
Операции, которые применяют для изготовления частей газотурбинного двигателя:
- Ковка.
- Шлифовка.
- Механическая обработка.
- Полировка.
- Прецизионное литье.
Через все эти и многие другие технические задачи должен проходить тот метала, который именуется сталью. Существует много разных типов этого металла, но сталь 20х23н18 характеристики ее доказывают, что она не только самая распространенная, но и приспособленная для работы и выполнения всех необходимых технических операций в любых климатических условиях.
Продукция из нержавеющей стали 20х23н18
В вы найдете широкий ассортимент стали 20х23н18 по цене от производителя. Квалифицированные консультанты помогут подобрать вариант сортамента и рассчитают нужный объем металлопроката. В зависимости от ваших технических требований, на предприятии можно приобрести следующую продукцию:
- металлические листы разной толщины с последующей обработкой поверхности;
- готовые трубы в широкой размерной сетке;
- калиброванные металлические прутки;
- стальные полосы;
- проволока любого диаметра.
Компания соблюдает все установленные регламенты и тщательно отслеживает качество каждой партии продукции.
Чтобы выбрать и приобрести продукцию из нержавеющей стали 20х23н18, перейдите в каталог.
Классификация марок нержавейки
В разных странах классификация нержавейки отличается, но есть общие схожие принципы, по которым происходит разделение нержавеющей стали на несколько видов:
- Аустенитная;
- Ферритная;
- Мартенситная;
- Дуплексная.
Аустенитная нержавеющая сталь
К аустенитной группе относятся сплавы с повышенным содержанием хрома и никеля. Аустенитная нержавейка отличается повышенной прочностью и гибкостью, легко поддается разным видам обработки и имеет повышенные антикоррозийные свойства. Нержавейка этого типа нашла свое применение в промышленности. Аустенитная сталь относится к немагнитным металлам.
Эта группа делится на несколько видов нержавейки:
А1
– сталь, содержащая большое количество серы. За счет этого имеет самый низкий показатель антикоррозийности.
А2
– самая часто используемая марка нержавейки. Легко поддается сварке, не теряет своих свойств при низких температурах. Из недостатков можно отметить то, что данная сталь не выдерживает агрессивную кислую среду.
А3
– улучшенная версия стали А2. В состав добавлены компоненты, позволяющие нержавейке не менять своих свойств при высоких температурах и в кислой среде.
А4
– сплав с добавлением в состав молибдена (до 3%). Преимущественно используется в судостроении, так как сталь характеризуется высоким уровнем сопротивления в кислой среде.
А5
– имеет практически такие же свойства, как и А4. Отличаются между собой только соотношением добавок в составе сплава. Нержавейку данного типа используют для повышенного сопротивления сверхвысоким температурам.
Ферритная нержавеющая сталь
В группе ферритных сплавов повышено содержание хрома в составе, оно достигает 20%. Из-за этого этот тип нержавеющей стали иногда называют «хромистым». Химический состав ферритной нержавейки устойчив к агрессивной внешней среде. Ферритные марки стали обладают магнитными свойствами. Нержавейка ферритного типа широко применяется в промышленности, так как она относительно дешевая.
Мартенситная нержавеющая сталь
Особым типом нержавеющих сталей являются мартенситные сплавы. Они отличаются высокими показателями прочности и износоустойчивости. Мартенситные марки стали в своем составе минимальное количество вредных веществ, которые не выделяются при нагревании. К мартенситным сплавам относится жаропрочная коррозионная сталь.
Дуплексная нержавеющая сталь
Последний вид нержавеющей стали, который сочетает в себе свойства всех остальных групп, – дуплексные сплавы. Инновационные стали разрабатываются индивидуально, в зависимости от потребностей заказчика.
Разновидности нержавеющей стали не ограничиваются вышеперечисленными, так как любое процентное изменение веществ в составе может привести к созданию нового типа нержавейки.
