Сталь 20х23н18 характеристики применение
Заменители и аналоги сплава 20х23н18.
Нержавеющие стали марок – 20Х23Н13, 15Х25Т.
Зарубежные аналоги 20х23н18 по AISI
Аналогом сплав 20х23н18 является нержавеющая сталь AISI 310S.
Область применения 20Х23Н18
Высоколегированная жаропрочная сталь 20Х23Н18 используется при производстве отдельных деталей для камер сгорания, например хомутов, подвесок, а также деталей крепления.
Нередко из этой марки стали производят бесшовные трубы, эксплуатация которых осуществляется при высоких температурах – до +1100 °С.
Вид поставки:
Сортовой прокат из нержавеющей стали соответствует ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69.
Калиброванные прутки производятся из нержавеющей стали в соответствии с ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, а шлифованные прутки – по ГОСТ 14955-77.
Листы нержавеющие, производимые из стали этой марки, должны соответствовать 7350-77, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74, стальные полосы – ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76, а ленты – ГОСТ 4986-79.
При изготовлении кованых заготовок должно быть соответствие ГОСТ 1133-71.
Химический состав
| Химический элемент | Кремний (Si), не более | Медь (Cu), не более | Марганец (Mn), не более | Никель (Ni) | Титан (Ti), не более | Фосфор (P), не более | Хром (Cr) | Сера (S), не более |
| % | 1.0 | 0.30 | 2.0 | 17.0-20.0 | 0.2 | 0.035 | 22.0-25.0 | 0.02 |
Механические свойства.
| Термообработка, состояние поставки | Прутки. Закалка 1100-1150°С, воздух или вода | Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1030-1130°С, вода (образцы поперечные) | Лента холоднокатаная. Закалка 1050-1080°С, вода или воздух | Лента холоднокатаная. Закалка 1050-1080°С, вода или воздух |
| Сечение, мм | 60 | >4 | 0,2-2,0 | |
| 0,2 , МПа | 196 | 264 | ||
| B , МПа | 490 | 539 | 580 | 580 |
| 5, % | 35 | 35 | ||
| 4 , % | 19 | 38 | ||
| , % | 50 |
Механические свойства при повышенных температурах.
Технологические свойства.
Температура ковки.
Начальная температура ковки нержавеющей стали должна составлять +1220 °С, а конечная – около + 900 °С. Если сечение нержавеющей стали составляет менее 350 мм, то охлаждение осуществляется в воздухе.
Свариваемость.
Обрабатываемость резанием.
В нормализованном и отпущенном состоянии при НВ 178 и B = 610 МПа, Ku б. ст. = 0,4.
Предел выносливости.
| Термообработка, состояние стали | Закалка 1100°С, вода или воздух. НВ 140-200 | |
| -1 , МПа | 255 | 245 |
| B , МПа | 590 | 570 |
| 0,2 , МПа | 290 |
Жаростойкость.
| Среда | Воздух | Воздух | Воздух |
| Температура, °С | 650 | 750 | 800 |
| Длительность испытания, чp> | 4500 | 1500 | |
| Глубина, мм/год | 0,0027 | 0,01 | 0,044 |
| Группа стойкости или балл | 2 | 3 | 4 |
Физические свойства.
| Температура испытания, °С | Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | Плотность, кг/см3 | Коэффициент теплопро водности Вт/(м ·°С) | Уд. электро сопротивление (p, НОм·м) |
| 20 | 200 | 7900 | 14 | 1000 |
| 100 | 16 | |||
| 200 | ||||
| 300 | 182 | 19 | ||
| 400 | 176 | 7760 | ||
| 500 | 170 | 7720 | 22 | |
| 600 | 160 | 7670 | ||
| 700 | 150 | 7620 | ||
| 800 | 141 | |||
| 900 | 7540 |
| Температура испытания, °С | Коэффициент линейного расширения (10 -6 1/°С) | Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг·°С)) |
| 20-100 | 14.9 | 538 |
| 20-200 | 15.7 | |
| 20-300 | 16.6 | |
| 20-400 | 17.3 | |
| 20-500 | 17.5 | |
| 20-600 | 17.9 | |
| 20-700 | 17.9 | |
| 20-800 | ||
| 20-900 | ||
| 20-1000 |
FAQ - 20Х23Н18
Какие есть зарубежные аналоги сплава 20Х23Н18?
Аналогом сплав 20х23н18 является нержавеющая сталь AISI 310S.
Где применяется сплав 20Х23Н18?
Высоколегированная жаропрочная сталь 20Х23Н18 используется при производстве отдельных деталей для камер сгорания, например хомутов, подвесок, а также деталей крепления.
Нередко из этой марки стали производят бесшовные трубы, эксплуатация которых осуществляется при высоких температурах – до +1100 °С.
Свариваемость сплава 20Х23Н18
Свариваемость плохая, ограниченно свариваемая.
Какой химический состав сплава 20Х23Н18?
Химический состав в %.
Si 1.0 max; Cu 0.30 max; Mn 2.0 max; Ni 17.0-20.0; Ti 0.2 max; P 0.035 max; Cr 22.0-25.0; S 0.02 max.
Сталь 20Х23Н18: характеристики и применение
Жаропрочная сталь 20Х23Н18 высоко востребована в стремительно развивающейся энергетической сфере и для изготовления газотурбин. Расширился интерес к тем направлениям, где существует возможность применения повышенной температуры для производства определенных деталей.
Сталь 20Х23Н18 неотъмлема в производстве печного оборудования: муфелей, экранов, деталей горелочных устройств с рабочей температурой до 1050 С и в качестве жаропрочного материала до 700..800 С. Выплавляют марку в открытых электропечах.
Диапазон температур ковки нержавеющей стали 20Х23Н18 составляет от 1220 С до ~ 900 С. Охлаждение производится в воздухе, если сечение стали< 350 мм. Для сварки используют электроды, например, ЦТ-19. При этом она осуществляется без подогрева и дальнейшей обработки.
Проволока 20Х23Н18
Проволока 20Х23Н18 — изделие из жаропрочной марки стали, получаемую методом протяжки, волочения, прокатки или прессованием. Применяется стальная проволока для изготовления пружин, канатов, крепежных изделий, нагревательных элементах и многое другое. Сматывание происходит в катушки или мотки. Проволоки преимущественно изготавливается круглого сечения, но возможна также квадратного, прямоугольного.
К зарубежному заменителю 20Х23Н18 по свойствам, составу относится нержавеющая сталь AISI 310S.
Сталь жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18
Нержавеющие стали марок – 20Х23Н13, 15Х25Т.
Стандарт ASTM: 310S AISI.
Область применения
Высоколегированная жаропрочная сталь 20Х23Н18 используется при производстве отдельных деталей для камер сгорания, например хомутов, подвесок, а также деталей крепления. Нередко из этой марки стали производят бесшовные трубы, эксплуатация которых осуществляется при высоких температурах – до +1100 °С.
Вид поставки
Сортовой прокат из нержавеющей стали соответствует ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванные прутки производятся из нержавеющей стали в соответствии с ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, а шлифованные прутки – по ГОСТ 14955-77.
Листы толстые, производимые из стали этой марки, должны соответствовать 7350-77, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74, стальные полосы – ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76, а ленты – ГОСТ 4986-79. При изготовлении кованых заготовок должно быть соответствие ГОСТ 1133-71.
Химический состав
| Химический элемент | Кремний (Si), не более | Медь (Cu), не более | Марганец (Mn), не более | Никель (Ni) | Титан (Ti), не более | Фосфор (P), не более | Хром (Cr) | Сера (S), не более |
| % | 1.0 | 0.30 | 2.0 | 17.0-20.0 | 0.2 | 0.035 | 22.0-25.0 | 0.02 |
Механические свойства
| Термообработка, состояние поставки | Прутки. Закалка 1100-1150°С, воздух или вода | Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1030-1130°С, вода (образцы поперечные) | Лента холоднокатаная. Закалка 1050-1080°С, вода или воздух | Лента холоднокатаная. Закалка 1050-1080°С, вода или воздух |
| Сечение, мм | 60 | >4 | 0,2-2,0 | |
| 0,2, МПа | 196 | 264 | ||
| B, МПа | 490 | 539 | 580 | 580 |
| 5, % | 35 | 35 | ||
| 4, % | 19 | 38 | ||
| , % | 50 |
Механические свойства при повышенных температурах
Технологические свойства
Температура ковки
Свариваемость
Обрабатываемость резанием
Предел выносливости
| Термообработка, состояние стали | Закалка 1100°С, вода или воздух. НВ 140-200 | |
| -1, МПа | 255 | 245 |
| B, МПа | 590 | 570 |
| 0,2, МПа | 290 |
Жаростойкость
| Среда | Воздух | Воздух | Воздух |
| Температура, °С | 650 | 750 | 800 |
| Длительность испытания, чp> | 4500 | 1500 | |
| Глубина, мм/год | 0,0027 | 0,01 | 0,044 |
| Группа стойкости или балл | 2 | 3 | 4 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С | Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | Плотность, кг/см3 | Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | Уд. электросопротивление (p, НОм·м) |
| 20 | 200 | 7900 | 14 | 1000 |
| 100 | 16 | |||
| 200 | ||||
| 300 | 182 | 19 | ||
| 400 | 176 | 7760 | ||
| 500 | 170 | 7720 | 22 | |
| 600 | 160 | 7670 | ||
| 700 | 150 | 7620 | ||
| 800 | 141 | |||
| 900 | 7540 |
| Температура испытания, °С | Коэффициент линейного расширения (10-6 1/°С) | Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг·°С)) |
| 20-100 | 14.9 | 538 |
| 20-200 | 15.7 | |
| 20-300 | 16.6 | |
| 20-400 | 17.3 | |
| 20-500 | 17.5 | |
| 20-600 | 17.9 | |
| 20-700 | 17.9 | |
| 20-800 | ||
| 20-900 | ||
| 20-1000 |
Сталь 20Х — конструкционная легированная
Заменители
Стали 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ.
Иностранные аналоги
| Германия DIN | 20Cr4, 20CrS4 | |
| США (AISI, SAE, ASTM) | 5120, 5120H | |
| Великобритания (BS) | 207 | |
| Япония (JIS) | SCr420, SCr420H | |
ВАЖНО. Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей
Вид поставки
Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543—71, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 2879-88.
Калиброванный пруток ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 1051-73.
Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
Лист толстый ГОСТ 1577—93, ГОСТ 19903—74.
Полоса ГОСТ 82—70, ГОСТ 103—76.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.
Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 13663-86.
Назначение
Втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.
Расшифровка стали 20Х
Цифра 20 обозначает, что содержание углерода в стали составляет 0,2%.
Буква Х означает, что в стали содержится хром в количестве до 1,5%.
Применение стали 20Х корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали | НД на поставку | Температура рабочей среды (стенки), °С | Дополнительные указания по применению |
| 20X ГОСТ 4543 | Поковки ГОСТ 8479. Сортовой прокат ГОСТ 4543. |
Листы ГОСТ 1577, категории 2, 3.
Трубы ГОСТ 8731 гр.В, ГОСТ 8733 гр.В
Применение стали 20Х для деталей арматуры и пневмоприводов, не работающих под давлением и не подлежащих сварке, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали | Закалка + отпуск при температуре, °С | Примерный уровень прочности, Н/мм2 (кгс/мм2) | Температура применения не ниже, °С | Использование в толщине не более, мм |
| 20Х | 200 | 900 (90) | -60 | 15 |
- При термической обработке на прочность ниже указанной в графе 3 или при использовании в деталях с толщиной стенки менее 10 мм температура эксплуатации может быть понижена.
- Максимальная толщина, указанная в графе 5, обусловлена необходимостью получения сквозной прокаливаемости и однородности свойств по сечению.
Температура критических точек, °С
Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Cu | S | P |
| не более | |||||||
| 0,17-0,23 | 0,17-0,37 | 0,5-0,8 | 0,7-1,0 | 0,30 | 0,30 | 0,035 | 0,035 |
Химический состав, % (ГОСТ 4543-2016)
| Марка стали | Массовая доля элементов, % | |||||||||
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | B | |
| 20Х | 0,17-0,23 | 0,17-0,37 | 0,5-0,8 | 0,7-1,0 | — | — | — | — | — | — |
ПРИМЕЧАНИЕ: знак «-» означает, что массовую долю данного элемента не нормируют и не контролируют, если не указано иное.
Твердость (ГОСТ 4543-2016)
- Твердость по Бринеллю металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенной (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), диаметром или толщиной свыше 5 мм должна соответствовать нормам, указанным в таблице
Марка стали Твердость HB, не более 20Х 179
ПРИМЕЧАНИЕ Твердость калиброванной металлопродукции в отожженном (ОТ) или высокоотпущенном (ВО) состоянии, а также горячекатаной и кованой металлопродукции, нормализованной с последующим высоким отпуском (Н+ВО), может быть на 15 НВ более указанной в таблице выше.
Механические свойства проката (ГОСТ 4543-2016)
| Марка стали | Режим термической обработки | Механические свойства, не менее | Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм | ||||||||
| Закалка | Отпуск | Предел текучести σт, Н/мм2 | Временное сопротивление σв, Н/мм2 | Относительное | Ударная вязкость КС U, Дж/см2 | ||||||
| Температура, °С | Среда охлажде- ния | Темпера- тура, °С | Среда охлаждения | удлинение δ5,% | сужение Ψ, % | ||||||
| 1-й закалки или нор- мализации | 2-й за- калки | ||||||||||
| 20Х | 880 | 770— 820 | Вода или масло | 180 | Воздух или масло | 635 | 780 | 11 | 40 | 59 | 15 |
Механические свойства проката
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость, не более |
| не более | ||||||||
| ГОСТ 4543-71 | Пруток. Закалка с 880 °С в воде или масле, закалка с 770-820 °С в воде или масле; отпуск при 180 °С, охл. в воде или в масле | 15 | 640 | 780 | 11 | 40 | 59 | — |
| ГОСТ 10702-78 | Сталь нагартованная -калиброванная и калиброванная со специальной отделкой без термообработки | — | — | 590 | 5 | 45 | — | HB 207 |
| Пруток. Цементация при 920-950 °С, охл. на воздухе; закалка с 800 °С в масле; отпуск при 190 °С, охл. на воздухе | 60 | 390 | 640 | 13 | 40 | 49 | HB 250; HRC 5 55-63 | |
Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)
| Термообработка | Сечение, мм | КП | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость HB , не более |
| не менее | ||||||||
| Нормализация | До 100 | 195 | 195 | 390 | 26 | 55 | 59 | 111-156 |
| 100-300 | 23 | 50 | 54 | |||||
| 300-500 | 20 | 45 | 49 | |||||
| До 100 | 215 | 215 | 430 | 24 | 53 | 54 | 123-167 | |
| 100-300 | 20 | 48 | 49 | |||||
| До 100 | 245 | 245 | 470 | 22 | 48 | 49 | 143-179 | |
| Закалка+отпуск | 100-300 | 19 | 42 | 39 | 143-179 | |||
| До 100 | 275 | 275 | 530 | 20 | 40 | 44 | 156-197 | |
| 100-300 | 275 | 275 | 530 | 17 | 38 | 34 | 156-197 | |
| 100-300 | 315 | 315 | 570 | 14 | 35 | 34 | 167-207 | |
| 100-300 | 345 | 345 | 590 | 17 | 40 | 54 | 174-217 | |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| tотп. °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 |
| 200 | 650 | 880 | 18 | 58 | 118 |
| 300 | 690 | 880 | 16 | 65 | 147 |
| 400 | 690 | 850 | 18 | 70 | 176 |
| 500 | 670 | 780 | 20 | 71 | 196 |
| 600 | 610 | 730 | 20 | 70 | 225 |
Примечание: Пруток диаметром 25 мм; закалка с 900 °С, в масле.
Механические свойств при повышенных температурах
| tисп. °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | Ψ, % |
| 700 | 120 | 150 | 48 | 89 |
| 800 | 63 | 93 | 56 | 74 |
| 900 | 51 | 84 | 64 | 88 |
| 1000 | 33 | 51 | 78 | 97 |
| 1100 | 21 | 33 | 98 | 100 |
| 1200 | 14 | 25 | — | — |
ПРИМЕЧАНИЕ: Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный; скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с.
Предел выносливости при n = 107
| Термообработка | σ-1, МПа |
| Нормализация, σ0,2 = 295-395 МПа, σв = 450-590 МПа, HB 143-179 | 235 |
| Закалка + высокий отпуск, σ0,2 = 490 МПа, σв = 690 МПа, HB 217-235 | 295 |
| Цементация + закалка + низкий отпуск, σ0,2 = 790 МПа, σв = 930 МПа, HRCэ 57-63 | 412 |
Ударная вязкость KCU
| Состояние поставки | KCU , Дж/см2, при температуре, °С | |||
| +20 | -20 | -40 | -60 | |
| Пруток диаметром 115 мм; закалка + отпуск | 280-286 | 280-289 | 277-287 | 261-274 |
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1260, конца 750. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, сечением 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу.
Обрабатываемость резанием — K
v тв.спл = 1,3 и
K
v б.ст = 1,7 в горячекатаном состоянии при НВ 131 σв = 460 МПа.
Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.
Свариваемость
Сталь 20Х сваривается без ограничений(кроме химико-термических обработанных деталей). Способы сварки: РДС, КТС без ограничений.
Марка стали 20Х23Н18
| Химический элемент | Кремний (Si), не более | Медь (Cu), не более | Марганец (Mn), не более | Никель (Ni) | Титан (Ti), не более | Фосфор (P), не более | Хром (Cr) | Сера (S), не более |
| % | 1.0 | 0.30 | 2.0 | 17.0-20.0 | 0.2 | 0.035 | 22.0-25.0 | 0.02 |
| Термообработка, состояние поставки | Прутки. Закалка 1100-1150°С, воздух или вода | Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1030-1130°С, вода (образцы поперечные) | Лента холоднокатаная. Закалка 1050-1080°С, вода или воздух | Лента холоднокатаная. Закалка 1050-1080°С, вода или воздух |
| Сечение, мм | 60 | >4 | 0,2-2,0 | |
| 0,2 , МПа | 196 | 264 | ||
| B , МПа | 490 | 539 | 580 | 580 |
| 5, % | 35 | 35 | ||
| 4 , % | 19 | 38 | ||
| , % | 50 |
Читайте также: