Сталь 30х13 аналог aisi

Обновлено: 08.01.2025

Предел выносливости σ—1 = 372 МПа при n = 10 7 (образцы гладкие).

Коррозионная стойкость стали 30Х13 ( стар. 3Х13
Среда Температура, ºС
 Длительность испытания, ч
 Глубина коррозии, мм/го
Морская вода
63,4 % раствор H2SO4
Пар — воздух		 100
15
100		 93
24
50		 0,01
2,1
0,018

Для повышения коррозионной стойкости рекомендуется производить отпуск при температуре до
300 ºС или свыше 650 ºС.

Механические свойства стали 30Х13 ( стар. 3Х13 ) при Т=20 o С
Прокат Размер Напр. σв(МПа) s T (МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / м 2 )
Лист 1 — 4 Поп. 500 15
Поковки Прод. 850 710 12 40 350
Проволока до Ж 6 700 12 350
Физические свойства стали 30Х13 ( стар. 3Х13 )
T (Град) E 10 — 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м 3 ) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 2.23 7670 522
100 9.98 26.4 7650 473 595
200 2.14 10.65 27.2 7620 502 684
300 2.06 11.13 27.7 7600 540 769
400 1.97 11.7 27.7 7570 582 858
500 1.85 11.83 27.2 7540 653 935
600 1.74 12.3 26.7 7510 749 1015
700 12.5 25.6 7480 879 1099
800 12.6 25.1 7450 783
900 26.7 7460 657
Краткие обозначения:
σв — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа ε — относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 — предел упругости, МПа Jк — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 — предел текучести условный, МПа σизг — предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 — относительное удлинение после разрыва, % σ-1 — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж — предел текучести при сжатии, МПа J-1 — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν — относительный сдвиг, % n — количество циклов нагружения
s в — предел кратковременной прочности, МПа R и ρ — удельное электросопротивление, Ом·м
ψ — относительное сужение, % E — модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 T — температура, при которой получены свойства, Град
s T — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа l и λ — коэффициент теплопроводности (теплоХотСтилость материала), Вт/(м·°С)
HB — твердость по Бринеллю C — удельная теплоХотСтилость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV — твердость по Виккерсу pn и r — плотность кг/м 3
HRCэ — твердость по Роквеллу, шкала С а — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С
HRB — твердость по Роквеллу, шкала В σ t Т — предел длительной прочности, МПа
HSD — твердость по Шору G — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Сталь марки 12Х13


Для повышения коррозионной стойкости рекомендуется деталь подвергать термообработке по режиму: закалка 950-1000 °С, масло или воздух. Отпуск 650-700 °С или применять полировку деталей.

Жаростойкость стали 12Х13 ( стар. 1Х13 )
Среда
 Температура, ºС
 Глубина, мм/год
 Группа стойкости или балл
Воздух 600
800
900
 0,02
0,45
1,5
 4
6
малостойкая
Механические свойства стали 12Х13 ( стар. 1Х13 ) при Т=20 o С
Прокат Размер Напр. σв(МПа) s T (МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / м 2 )
Лист толстый 500 350 21
Лист тонкий 400 21
Сорт 600 420 20 60
Трубы горячедеформир. 400 21
Проволока 500 14
Физические свойства стали 12Х13 ( стар. 1Х13 )
T (Град) E 10 - 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м 3 ) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 2.17 7720 506
100 2.12 10.2 28 7700 473 584
200 2.06 11.2 28 7670 487 679
300 1.98 11.4 28 7640 506 769
400 1.89 11.8 28 7620 527 854
500 1.8 12.2 27 7580 554 938
600 12.4 26 7550 586 1021
700 12.7 26 7520 636 1103
800 13 25 7490 657
900 10.8 666
1000 11.7

Сталь марки 12Х13 и стали мартенситно-ферритного класса: в условиях электрошлакового процесса стали мартенситно-ферритного класса склонны к закалке в околошовной зоне с образованием мартенситной структуры. Если не принимать необходимых мер (например, замедленное охлаждение после сварки и др.), возможно образование холодных трещин. При сварке под флюсами АНФ-1 и АНФ-14 швы получаются без дефектов. Сварку стали 14Х17Н2 можно выполнять под флюсом АНФ-7.

Сталь 30X13 коррозионно-стойкая мартенситного класса

ПРИМЕЧАНИЕ. Предел выносливости σ-1 = 372 МПа при n = 10 7 .

Коррозионная стойкость [10]

Вид
коррозии		 Среда Температура, °C Длительность
испытания, ч		 Глубина
коррозии,
мм/год		 Балл
стойкости
Общая Вода
дистиллированная		 20 2
Вода
шахтная
(кислая, pH = 0,5)		 20 1
Морская
вода		 100 93 0,01
63,4 %-ный раствор
H3SO4		 15 24 2,1
Пар-воздух 100 50 0,018 1
Промышленная
атмосфера		 20 3
Точечная Для повышения
коррозионной стойкости
рекомендуется производить
отпуск при температуре 300°C
или выше 650°C
Коррозионное
растрескивание
Межкристаллитная Проверка на склонность
к МКК по ГОСТ 6032-89
не предусмотрена

Механические свойства по ТУ (не менее) [5]

Для плоских образцов l=5,65√F н l=5d — дли цилиндрических.

Механические свойства стали при разных температурах [6]

t, °C σв, МПа σ0,2, МПа δ5, % ψ, % KCU,
кДж/м 2
20 900 710 16 52 550
200 830 670 14 57 1300
300 790 640 13 53 1250
400 720 580 12 52 1600
450 — — — — 1700
500 620 540 14 54 1650
550 540 490 16 69 1600
600 460 420 21 80 1600

ПРИМЕЧАНИЕ. Термическая обработка — режим I, пруток, продольные

Механические свойства стали (пруток, продольные образцы) при 20 °C после старения [6]

tст.,
°C		 τст, ч σв, МПа σ0,2, МПа δ5, % ψ, % KCU,
кДж/м 2
Исходное состояние 960 720 16 52 550
500 20 000 930 720 15 50 350
650 3000 875 690 16 51 450
550 7000 820 620 18 54 500
600 3000 820 630 20 56 600
600 10000 680 440 24 57 —

Релаксационные свойства* при 450°C [6]

σв, МПа Остаточные напряжения στ , МПа, за время, ч
100 1000 2000 3000 5000
300 135 115 105 100 94
250 130 95 85 78 68
200 110 85 80 73 64
150 82 63 54 63 46

* Свойства жаропрочности: после термической обработки по режиму: 1000 °C, воздух+отпуск при 650 °C на HB 269-285. Предел ползучести для 1 % деформации за 100 тыс. ч при 400 °C составляет 134 МПа, а при 450 °C — 84 МПа.

Сталь 20Х13 коррозионостойкая, жаропрочная, мартенситная

Цифра 20 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, т.е. для стали 20Х13 это значение равно 0,20%.

Буква «Х» указывает на содержание в стали хрома. Цифра 13 после буквы «Х» указывает примерное количество хрома в стали в процентах, округленное до
целого числа, т.е. содержание хрома около 13%.

Вид поставки

Характеристики и назначение

Сталь 20Х13 относится к коррозионностойким, жаропрочным сталям мартенситного класса (основная структура мартенсит).
Сталь 20Х13 применяется для изготовления деталей с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам и работающие при температуре до 450—500 °С, а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре.

Свариваемость

Сталь 20Х13 ограниченно свариваемая. Способы сварки РДС, АрДС и КТС. Подогрев и последующая термообработка применяются в зависимости от метода сварки, вида и назначения конструкции.

Максимально допустимые температура применения стали 20Х13 в средах, содержащих аммиак

Максимально допустимые температура применения стали 20Х13 в водородосодержащих средах

Марка стали Температура, °С, при парциальном давлении водорода,
PH2, МПа (кгс/см 2 )
1,5(15) 2,5(25) 5(50) 10(100) 20(200) 30(300) 40(400)
20Х13 510 510 510 510 510 510 510
  • Параметры применения сталей, указанные в таблице, относятся также к сварным соединениям.
  • Парциальное давление водорода рассчитывается по формуле:
    PH2 = (C*Pp)/100,
    где C — процентное содержание в системе;
    PH2 — парциальное давление водорода;
    Pp — рабочее давление в системе.

Стойкость стали 20Х13 против щелевой эрозии

Группа
стойкости		 Балл Эрозионная
стойкость по
отношению к
стали 12X18H10T
Стойкие 2 0,75-1,5

Применение стали 20Х13 для изготовления основных деталей арматуры атомных станций

Марка стали Вид полуфабриката
или изделия		 Максимально
допустимая
температура
применения, °С
20Х13
ГОСТ 5632, ГОСТ 24030		 Листы, трубы, поковки, сортовой
прокат. Крепеж		 600

Химический состав, % (ГОСТ 5632-2014)

С Si Mn Cr Ni Ti S Р
не более не более
0,16-0,25 0,8 0,8 12,0-14,0 — — 0,025 0,030

Химический состав, % (ГОСТ 5632-81)

С Si Mn Cr S Р Ti Cu Ni
не более не более
0,16-0,25 0,8 0,8 12,0-14,0 0,025 0,030 0,2 0,30 0,6

Физические свойства

Модуль нормальной упругости Е, ГПа

Марка стали При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20X13 218 214 208 200 189 181 169 — — —

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Марка стали При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20X13 86 84 80 78 73 69 63 — — —

Плотность ρ кг/см 3 при температуре испытаний, °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20X13 7670 7660 7630 7600 7570 7540 7510 7480 7450 —

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С

Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20X13 — 26 26 26 26 27 26 26 27 28

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

Марка стали При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
20X13 588 653 730 800 884 952 1022 1102 — —

Коэффициент линейного расширения α*10 6 , К -1 , при температуре испытаний, °С

Сталь 20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
20X13 10,2 11,2 11,5 11,9 12,2 12,8 12,8 13,0 — —

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С

Сталь 20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
20X13 112 117 123 127 132 137 147 155 159 —

Температура критических точек, °С

Механические свойства

ГОСТ Состояние поставки Сечени σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см 2
не менее
ГОСТ 5949-75 Пруток. Закалка с
1000-1050 °С на воздухе
или в масле;
отпуск при 600-700 °С,
охл. на воздухе
или в масле		 60 635 830 10 50 59
Пруток. Закалка с
1000-1050 °С на воздухе
или в масле;
отпуск при 660-770 °С,
охл. на воздухе, в
масле или в воде		 60 440 650 16 55 78
ГОСТ 18907-73 Пруток шлифованный,
обработанный на
заданную прочность		 1-30 — 510-780 14 — —
ГОСТ 7350-77 Лист горячекатаный
или холоднокатаный.
Закалка с 1000-1050
°С на воздухе; отпуск
при 680-780 °С, охл.
на воздухе или с печью
(образцы поперечные)		 Св. 4 372 509 20 — —
ГОСТ 25054-81 Поковка. Закалка с
1000-1050 °С на воздухе
или в масле		 1000 441 588 14 40 39
ГОСТ 4986-79 Лента холоднокатаная. До 0,2 — 500 8 — —
Отжиг или отпуск при
740- 800 °С		 0,2-2,0 — 500 16 — —
ГОСТ 18143-72 Проволока термообработанная 1,0-6,0 — 490-780 14 — —

Механические свойства заготовок сечением 14 мм в зависимости от температуры отпуска

tотп.°С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см 2 Твердость HRCэ
200 1300 1600 13 50 81 46
300 1270 1460 14 57 98 42
450 1330 1510 15 57 71 45
500 1300 1510 19 54 75 46
600 920 1020 14 60 71 29
700 650 78 18 64 102 20
700 650 78 18 64 102 20

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1050 °С на воздухе.

Механические свойства при повышенных температурах

tисп.°С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см 2
Нормализация при 1000-1020 °С; отпуск при 730-750 °С. При 20 °СНВ 187-217
20 510 710 21 66 64-171
300 390 540 18 66 196
400 390 520 17 59 196
450 370 480 18 57 235
500 350 430 33 75 245
550 275 340 37 83 216
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, прокатанный.
Скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с
800 59 70 51 98 —
850 — — 43 — —
900 — — 66 — —
1000 39 61 59 — —
1150 21 31 84 100 —

Механические свойства прутков при отрицательных температурах

tисп.°С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см 2
Сечение 25 мм. Нормализация при 1000 “С, охл. на воздухе;
отпуск при 680-750 °С
+20 540 700 21 62 76
-20 560 730 22 59 54
-40 580 770 23 57 49
-60 570 810 24 57 41
Сечение 14 мм. Закалка с 1050 °С на воздухе; отпуск при 600 °С
+20 — — — — 71
-20 — — — — 81
-60 — — — — 64

Механические свойства при испытании на длительную прочность

tисп.°С Предел
ползучести, МПа		 Скорость
ползучести, %/ч		 tисп.°С Предел длительной
прочности, МПа		 τ, ч
450 125 1/100000 450 289 10000
470 75 1/100000 470 191 10000
500 47 1/100000 500 255 100000
550 29 1/100000 550 157 100000

ПРИМЕЧАНИЕ. Предел выносливости σ-1 = 367 МПа при n = 10 7 (образцы гладкие).

Сталь марки 40Х13

Предел выносливости σ—1 = 370 МПа при σВ = 880 МПа, HB 270.

Ударная вязкость прутков стали 40Х13 ( стар. 4Х13 ) KCU, (Дж/см 2 )
Т= +20 °С Т= -78 °С
Пруток диаметром 55 мм
54 7
Коррозионная стойкость стали 40Х13 ( стар. 4Х13 )
Среда Температура, ºС
 Длительность испытания, ч
 Глубина коррозии, мм/го
H2SO4 концентрированная
H2SO4 63,4 % раствор
Аммиак, 24 %		 20
40
20		 720
24
720		 0,01
5,27
0,0032
Механические свойства стали 40Х13 ( стар. 4Х13 ) при Т=20 o С
Прокат Размер Напр. σв(МПа) s T (МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / м 2 )
Сорт 1700 1145 5.5 33.5 113
Сорт 1165 960 13 47.5 210
Физические свойства стали 40Х13 ( стар. 4Х13 )
T (Град) E 10 — 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м 3 ) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 2.18 25 7650 461 590
100 2.14 10.8 26 7630 482 650
200 2.06 11.9 27.2 7600 523 710
300 1.98 12.3 28.3 7570 565 790
400 1.88 13 29.1 7540 607 860
500 1.76 13.6 29.1 7510 674 940
600 1.63 13.5 29.1 7480 775 1000
700 1.48 13.8 28.3 7450 988 1120
800 1.4 14.6 27.9 7420 825 1180
900 28.5 691 1160

Читайте также: