Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сталь 20Х13 – хромистая нержавеющая

Сталь 20Х13 – хромистая нержавеющая

Сталь 20Х13 применяют при изготовлении изделий для работы в слабоагрессивных средах:

  • атмосферные условия, кроме морских;
  • водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре;
  • растворы азотной кислоты слабой и средней концентрации при умеренных температурах и др.

Сталь 20Х13 используют в тех случаях, когда изделия должны обладать достаточно высокой прочностью, а также высокой пластичностью и вязкостью. Сталь 20X13 удовлетворительно сваривается.

Сталь 20Х13 применяют также в качестве жаропрочного материала при температурах до 450-550 ° С и в качестве жаростойкого — до 700 ° С.

Химический состав стали 20Х13

Сталь 20Х13 входит в стали типа Х13 вместе со сталями 08Х13, 12Х13, 30Х13 и 40Х13. Занимает свой интервал по содержанию углерода — от 0,16 до 0,25 %, количества остальных легирующих элементов и примесей — такие же, как и у других сталей типа Х13 (таблица 1).

Таблица 1 – Химический состав стали 20Х13 по ГОСТ 5632-72 Класс стали 20Х13 по ГОСТ 5632-72

По классификации ГОСТ 5632-72 сталь 20Х13 относится к мартенситному классу.

Превращения и микроструктура стали 20Х13

  1. При нагреве отожженной стали 20Х13 полиморфное альфа-гамма превращение в ней происходит в интервале температур от 820 ° С (Ас1) до 950 ° С (Ас3). Температура точки Аr1 составляет 780 ° С.
  2. При изотермической выдержке или медленном охлаждении в интервале 800-550 ° С аустенит распадается феррито-карбидную смесь. Эта феррито-карбидная смесь состоит из высокохромистого феррита и карбида типа Cr23C6.
  3. При быстром охлаждении стали 20Х13 в ней происходит мартенситное превращение. Температура начала мартенситного превращения — 220 ° С.
  4. С повышением температуры отпуска происходит значительное снижение прочности с увеличением пластичности, а также снижение коррозионной стойкости.

Сортамент стали 20Х13

Из стали 08Х13 производят следующую продукцию:

  • лист толстый по ГОСТ 7350-77;
  • лист тонкий по ГОСТ 5582-75;
  • лента и подкат по ГОСТ 4986-78;
  • сортовой прокат по ГОСТ 5949-75;
  • трубы горячедеформированные по ГОСТ 9940-81;
  • трубы холоднодеформированные и теплодеформированные по ГОСТ 9941-81;
  • проволока по ГОСТ 18143-72.

Механические свойства стали 20Х13

Механические свойства стали 20Х13 в различных видах продукции представлено в таблице 2.

Таблица 2 — Механические свойства стали 20Х13 при 20 ° С

Влияние понижения и повышения температуры на механические свойства прутка из стали 20Х13 после нормализации с 1000-1020 ° С и отпуска при 730-750 ° С показано в таблице 3.

Таблица 3 — Механические свойства стали 20Х13
при низких и повышенных температурах Коррозионная стойкость стали 20Х13

Сталь 20Х13 обладает высокой стойкостью в атмосферных условиях (кроме морской атмосферы), речной и водопроводной воде.

Специальные свойства стали 20Х13

Для деталей, работающих при повышенных температурах длительное время, предельная рабочая температура составляет 450-475 °С, при кратковременной работе — 500-550 °С.

Плотность стали 20Х13 — 7,76 г/см 3 .

Сварка стали 20Х13

Сталь 20Х13 удовлетворительно сваривают электодуговой и аргонодуговой автоматической и ручной сваркой.

Термическая обработка сварных швов стали 20Х13

После сварки проводят отпуск сварных соединений или изделий. Температура отпуска зависит от уровня требуемых механических свойств. Чаще всего применяют отпуск при 680-760 ° С.

Технологические параметры стали 20Х13

Сталь 20Х13 имеет хорошую технологичность при горячей пластической деформации. Температурный интервал горячей пластической деформации составляет от 1100 до 875-950 ° С. Нагрев под прокатку и ковку до 780 ° С проводят медленно. После горячей деформации применяют медленное охлаждение.

Для стали 20Х13 обычно применяют смягчающий отжиг при 750-800 ° С с охлаждением в печи до 500 ° С. Окончательная термическая обработка – закалка с 950-1000 ° С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуск на заданную твердость и коррозионную стойкость.

Источники:
Ульянин Е. А. Коррозионные стали и сплавы, 1991.
Гуляев А. П. Металловедение, 1986.

Сталь 20 по ГОСТ 1050-88

Процесс термообработки представлен основными видами, среди которых необходимо выделить:

    Отжиг, включая процедуру гомогенизации и нормализации, выполняется для получения металла, микроструктура которого отличается однородностью и зернистостью, с растворением включений. Следующее за этой операцией охлаждение выполняется в медленном режиме, что позволяет воспрепятствовать появлению мартенсита;

нормализация стали

Закалку выполняют при соблюдении высокого уровня скорости охлаждения, что позволяет получить мартенситные структуры. При определении критичного уровня скорости охлаждения, требуемой для выполнения закалки, учитываются марки и разновидности материалов;

Особенности стали

20х13 имеет плотность 7670 кгм3. Температура плавления составляет около 1600 ºС. Упруга. Модуль Юнга равен 2 000 МПа. Хорошо проводит тепло. Коэффициент теплопроводности колеблется в районе 23-28 Вт(м*С). Отличается низкой способностью пропускать ток. Удельное электрическое сопротивление равно в среднем 800 Ом*м. Магнитится.

Читайте так же:
Промышленный фен своими руками

Предел прочности на разрыв равно 610 МПа. Твердость — около 28 единиц по шкале Роквелла. Деформироваться 20х13 начинает уже при нагрузке в 500 МПа. Предварительное провидение термической обработки позволяет увеличить механические свойства в 1,5-2 раза. Для сравнения после закалки с отпуском конструкционная сталь 45 повышенного качества обладает прочностью в 400 МПа.

Сталь 20х13 достаточна пластична. Относительное удлинение составляет 23%, а сужение 65%. Хорошо работает в условиях знакопеременных нагрузок. Предел выносливости равен 500 МПа. Сталь жаростойка. Ее механические свойства остаются неизменными при температуре окружающей среды 600 ºС.

Марка 20х13 отличается повышенной сопротивляемостью к образованию коррозии. Она хорошо проявила себя в работе в условиях слабоагрессивных сред: пресная и речная вода, пар. Не устойчива к большинству кислот, щелочей, а также к морской воде.

Термообработка

Сталь 20х13 отличается повышенными технологическими свойствами. Она хорошо обрабатывается как резанием так и давлением. Не флокочувствительна. Имеет незначительную склонность к отпускной хрупкости. 20х13 относится к первой группе свариваемости. Сварка осуществляется без предварительного нагрева. Шов при этом получается прочный и плотный.

Термическая обработка для стали 20х13 представляет собой следующую последовательность действий:

  • Нормализация при 1000-1200 ºС, затем идет отпуск при 730-750 ºС. Предел прочности такой стали на выходе равен 710 МПа.
  • Закалка 1050 ºС с последующим равномерным охлаждением на воздухе. Конечная прочность равна уже 1600 МПа.

Закалка и выполнение высокого отпуска (улучшение)

отпуск стали

Для сталей используют процесс упрочнения при закалке методом быстрого охлаждения, производимого на воздухе, в масле или воде. Такая процедура способствует созданию неравновесного строения мартенсита. Операция закалки позволяет стали получить такие характеристики, как высокая твёрдость, низкий уровень пластичности и вязкости. Например, у стали 40ХНМА (SAE 4340) после того, как проведена процедура закалки, показатель твёрдости составляет более 50 HRC, поэтому материал не может быть использован по причине хрупкости и предрасположенности к разрушению. Проведение следующего отпуска, заключающегося в таких операциях, как нагрев до 450 C… 500 0C и выдерживание при этом температурном режиме, позволяет уменьшить внутренние напряжения, учитывая такие явления как распад мартенсита, изменение расстояний решётки. При этом незначительно снижается уровень твёрдости допоказателя 45…48 HRC. Процедура корригирования выполняется для стали, имеющей в своем составе 0,3…0,6 % углерода.
Отжиг представляет собой разновидность термообработки и состоит в проведении нагрева до установленного температурного режима, выдержки и охлаждения. При этом происходит возобновление, рекристаллизирование и гомогенизирование металла. Целью операции является требование снизить уровень твердости, что позволяет повысить обрабатываемость металла, улучшить структурный состав и достичь большей степени гомогенности металла, снять напряжения внутри решетки.

3.2.2 Низкоуглеродистые стали для цементации

Для изготовления деталей, которые работают при условиях трения, ударных и переменных нагрузок, применяют низкоуглеродистые стали, которые содержат до 0,2 % углерода и поддаются цементации с последующими закалкой и низкотемпературным отпуском. Стали для цементации подразделяются на три группы:

— углеродистые стали с сердцевиной, которая не упрочняется во время последующей термической обработки;

— низколегированные стали с незначительно упрочняемой сердцевиной;

— легированные стали с сильно упрочняемой сердцевиной при термической обработке.

К сталям первой группы относятся стали 10, 15, 20. В результате низкой прокаливаемости их применяют для малоответственных деталей с неупрочняемой сердцевиной. Даже после закалки с охлаждением в воде слои, которые расположены под цементированным слоем, имеют ферритно-перлитную структуру, и, соответственно, низкую твердость и прочность.

К сталям второй группы относятся низколегированные стали 20Х, 20ХР, 20ХН, которые после цементации подвергают закалке в масле, что позволяет получить бейнитные структуры по сечению детали и следующие механические свойства: sв до 750 МПа, δ до 12%, КСU — 0,6…0,7 МДж/м2.

К сталям третьей группы относятся стали типа 20ХГР, 20ХНР, 12Х2Н4, 18Х2НВ, 30ХГТ, которые после охлаждения в масле закаливаются на мартенсит. Если после закалки в цементированном слое сохраняется большое количество остаточного аустенита, то такие стали подвергают обработке холодом, а затем низкому отпуску.

Процесс производства закалки

Закалка представляет вид термообработки металлов и их сплавов, стекла, и заключается в нагревании до температурного уровня, превышающего критические значения, и проведением быстрого охлаждения. Выполнение закалки металла, позволяющей получить качественные характеристики, не следует приравнивать к обычному виду обработки, производимой для осуществления фазовых преобразований.

Охлаждение зачастую выполняют в водной или масляной среде, но имеются и иные методы: твёрдый теплоноситель псевдокипящего характера, поток сжатого воздуха, водяное облако, полимеры.

Читайте так же:
Напряжение разряда ni mh

Существуют такие виды закалки:

  • для сталей, обладающих полиморфическими преобразованиями;
  • для преобладающей части цветных металлов без наличия полиморфического преобразования.

После закалочной операции возрастает твердость материала, но он приобретает хрупкость, наблюдается снижение уровня пластичности и вязкости при повторных процедурах нагрева и охлаждения. Применение отпуска металла после операции закаливания с полиморфным преобразованием позволяет добиться уменьшения хрупкости, повышая при этом характеристики пластичности и вязкости. При выполнении процедуры без структурных преобразований используют операцию старения. Отпуск способствует незначительному понижению твердости и прочностных характеристик металла.

закалка

Учитывая температурные режимы нагревания, выполняется разделение процедуры закаливания на полную и неполную. Полное закаливание выполняют нагреванием на 30…50 0С по уровню выше линии GS для сталей, обладающих доэвтектоидной и эвтектоидной структурой, для заэвтектоидной — по линии PSK (согласно диаграммы железоуглеродистых сплавов). При этом наблюдается образование структуры аустенита и аустенит + цементит. При производстве неполного закаливания выполняют нагрев выше линии PSK, что ведет к появлению излишних фаз.

Проведение отпуска позволяет снимать напряжения закаливания.

Для определенной категории изделий требуется проведение неполного или выборочного закаливания, к примеру, процесс производства катан (японских мечей) предполагает выполнение закаливания по режущей кромке.

Механические свойства стали 20 после нормализации

СтандартСостояние поставкиПредел текучести, ReH (МПа)Сопротивление разрыву, Rm (МПа)Минимальное относительное удлинение σ,%Относительное сужение,%Термообработка
ГОСТ 1050После нормализации2454102555После нормализации
ДСТУ 7809После нормализации2454102555После нормализации

Среды для закалки

При выполнении закаливания для получения эффекта переохлаждения аустенита до мартенситного превращения требуется провести ускоренную процедуру охолаживания. Причем это надо выполнить в промежутке 650…400 0C, где аустенит имеет свойства меньшей устойчивости и осуществляется ускоренное преобразование в смесь ферритно-цементитного состава. При температуре свыше 650 0C наблюдается невысокая скорость преобразования аустенита, что позволяет проводить процесс остывания в размеренном режиме при условии постоянного контроля за его ходом.

Сырьем для образования закалочных сред может быть использована вода, масло, водополимерные среды (Термат), солевые растворы, обладающие следующим механизмом воздействия. При опускании в среду закалки вокруг поверхности изделия из перекаленного пара происходит образование плёнки. Процедура охлаждения осуществляется посредством паровой рубашки и продолжается относительно долго. При достижении определенной температуры, задаваемой исходя из компонентов жидкости, происходит разрыв паровой рубашки, начинается кипение жидкости, проходящее на поверхности изделия, и достигается быстрое остывание.

Процесс медленного кипения происходит в несколько этапов:

  • плёночное;
  • пузырьковое;
  • конвективный теплообмен. При этом наблюдается явление более низкого уровня температуры на поверхности металла в сравнении с температурными показателями кипения жидкости. Учитывая невозможность кипения жидкости, происходит замедление охлаждения.

Химический состав стали 20 в соответствии с ДСТУ 7809, %

СSiMnPSCrCuNiAs
0.17-0.240.17-0.370.35-0.65<0.04<0.04<0.25<0.25<0.25<0.08

Способы закалки

Закалку деталей выполняют, используя такие способы:

  • производство закалки с одним охладителем представляет собой процесс опускания в среду нагретой детали, где ее требуется оставить до полного охлаждения. Используют при обработке деталей простой формы, для производства которых применяют углеродистый и легированный прокат;
  • закалка сталей, имеющих в своем составе высокий процент углерода, выполняется в двух средах с применением прерывистой закалки. Вначале проводится ускоренное охлаждение (в воде), а затем — постепенное (в масле);
  • для термообработки участка детали выполняют струйное закаливание путем орошения струёй воды сильного напора. При этом не происходит формирования паровой рубашки и обеспечивается глубокое прокаливание. Проводится на установках ТВЧ;
  • охлаждение детали, выполняемое при температуре превышения мартенситной точки, проводится с использованием ступенчатой закалки. При этом требуется обеспечить условия для соблюдения технологии охлаждения и выдержки в данной среде, чтобы все точки сечения детали обладали температурой, создаваемой в закалочной ванне. Затем выполняют постепенное охлаждение и закаливание, обеспечивая преобразование аустенита в мартенсит;
  • при изотермической закалке проводится выдержка стали в закалочной среде установленный технологией период времени для изотермического преобразования аустенита.

При выполнении отпуска, представляющего один из видов термообработки, происходит стадия распада мартенсита и рекристаллизации.

Проведение операции отпуска дает возможность получить материал, обладающий пластичными свойствами, и уменьшить его хрупкость, сохраняя показатели прочности. С этой целью выполняется нагрев изделий в промежутке от 150…260 0C до 370…650 0C и проведение медленного остывания.

  • Конструкционная сталь
  • Инструментальная сталь
  • Магнитная сталь

Описание марки стали 20ЮЧ

Марки стали 20юч представляют собой конструкционную легированную сталь, устойчивую к коррозионному растрескиванию. Как правило, к такому виду относятся высокопрочные нержавеющие стали различных классов. Улучшенные технические характеристики достигаются благодаря особой термической обработке.

Конструкционная сталь — сплав, который применяется для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладает определенными механическими, физическими и химическими свойствами.

см. Википедию

Данный материал в основном используется для производства изделий, с помощью которых строят трубопроводы. К таким относятся:

  • плоские фланцы,
  • корпуса и днища,
  • нефтяные и газопроводные трубы, обладающие повышенной коррозионной устойчивостью и хладостойкостью,
  • детали, работающие в средах с высоким содержанием сероводорода и углекислого газа,
  • элементы, функционирующие при температуре от -40°С до +475°С.
Читайте так же:
Характеристики духового шкафа электрического

Помимо этого из стали марки 20ЮЧ производят трубопроводную арматуру с применением термической обработки, а также сварные сосуды для газовой и нефтяной промышленности. К тому же детали из этого материала используются в системах поддержания пластового давления, которые активно добываются на нефтедобывающих предприятиях.

Сталь 20х13 — характеристики, применение, аналоги, состав

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки 20Х13 (другое обозначение 2Х13).

Состав

20х13 является коррозионный-стойкого и жаропрочного класса. Основа ее фазовой структуры представлена мартенситом. Марка обладает металлическим блеском с характерным для данного класса зеленоватым оттенком.

Химсостав регулирует государственный стандарт ГОСТ 5632-72, в соответствии с которым сталь 20х13 состоит из следующих элементов:

  • Углерод занимает 0,16-0,25% от общего состава. Содержание элемента сильно влияет на прочностные и технологические характеристики стали. Карбиды железа обладают повышенной твердостью, а также они делают возможным упрочнение стали за счет проведения термической обработки. Обратным эффектом такого легирования является ухудшение пластичных свойств и свариваемости.
  • Хром 12-14%. Повышает износостойкость стали благодаря образованию на его поверхности оксидов хрома. Помимо этого, он благоприятно воздействует на способность металла к термическому упрочнению, увеличивает сопротивление к образованию коррозии. Стали, легированные хромом, лучше переносят нагрузку в условиях повышенных температур.
  • Кремний (до 0,6%) и марганец (до 0,6%) — обязательные добавки для стали. Они являются главными раскислителями и способствуют удалению кислорода из ее состава. Помимо этого, данные компоненты хорошо влияют на технологические свойства, такие как пластичность и свариваемость. Марганец, кроме всего прочего, оказывает положительное воздействие на чистоту поверхности.
  • Никель (до 0,6%). Основное ее назначение в сплавах — повышение жаростойкости. Но стоит отметить, содержание его в 20х13 несущественно чтобы как-то заметно повлиять на ее характеристики.
  • Сера (до 0,0025%) и фосфор (до 0,03%) — вредные примеси, существенно снижающие прочностные свойства стали и ответственные за возникновение такого эффекта как хрупкость. Сера помимо этого повышает склонность сплава к красноломкости, что означает увеличение риска образования трещин при обработке давлением. Их попадание в сплав неизбежно в силу несовершенства технологии плавки и чистоты химсостава исходной шихты.
  • Остальная часть состава приходится на железо.

Аналоги

Сталь марки 20х13 является российским обозначением. Но помимо этого она имеет ряд мировых аналогов:

  • США 420.
  • Германия 1.4021.
  • Япония SUS420J1.
  • Китай 2Cr13.

Характеристика материала сталь 20Х13.

Марка сталисталь 20Х13
Заменитель сталисталь 12Х13, сталь 14Х17Н2
Классификация сталиСталь коррозионно-стойкая жаропрочная
ГП «Стальмаш» поставляет сталь 20Х13 в следующих видах металлопроката:
круг ст.20Х13 ГОСТ 2590-2006 круг стальной горячекатаный
лист ст.20Х13 ГОСТ 19903-74 листовой горячекатаный пркоат
Применение стали 20Х13энергетическое машиностроение и печестроение; турбинные лопатки, болты, гайки, арматура крекинг-установок с длительным сроком службы при температурах до 500 град; сталь мартенситного класса

Химический состав в % материала сталь 20Х13

C SiMn Ni S P Cr
0.16 — 0.25до 0.6до 0.6до 0.6до 0.025до 0.0312 — 14

Температура критических точек материала сталь 20Х13

Ac1 = 820 , Ac3(Acm) = 950 , Ar1 = 780

Механические свойства при Т=20oС материала 20Х13 .

СортаментРазмерНапр.sTd5y KCUТермообр.
мм МПаМПа % %кДж / м2
Лист1 — 4Поп.50020Отпуск 740 — 800oC,
Лист4 — 25Поп.50020Отпуск 680 — 780oC,
Поковкидо 1006304001745600
Поковкидо 2006304001642550
Поковкидо 4006304001440500
Твердость материала сталь 20Х13 после отжига , HB 10 -1 = 126 — 197 МПа
Твердость материала сталь 20Х13 после закалки , HB 10 -1 = 241 МПа
Твердость материала сталь 20Х13 , Поковки HB 10 -1 = 197 — 248 МПа

Физические свойства материала сталь 20Х13

TE 10- 5a 10 6lrCR 10 9
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град) Ом·м
202.18237670588
1002.1410.1267660461653
2002.0811.2267630523730
300211.5267600565800
4001.8911.9267570628884
5001.8112.2277540691952
6001.6912.82675107751022
70012.82674809631102
80013277450
90028
TE 10- 5a 10 6lrCR 10 9
Читайте так же:
Работа токарного станка по металлу видео

Технологические свойства материала сталь 20Х13

Свариваемость:ограниченно свариваемая.
Флокеночувствительность:не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:склонна.

Зарубежные аналоги материала сталь 20Х13Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

СШАГерманияЯпонияФранцияАнглияЕвросоюзИталияИспанияКитайШвецияПольшаЧехия
DIN,WNrJISAFNORBSENUNIUNEGBSSPNCSN

Обозначения:

Механические свойства :
— Предел кратковременной прочности ,
sT— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5— Относительное удлинение при разрыве ,
y— Относительное сужение ,
KCU— Ударная вязкость ,
HB— Твердость по Бринеллю ,
Физические свойства :
T— Температура, при которой получены данные свойства ,
E— Модуль упругости первого рода ,
a— Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) ,
l— Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) ,
r— Плотность материала ,
C— Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ),
R— Удельное электросопротивление,
Свариваемость :
без ограничений— сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Марочник стали и сплавов

Другие марки из этой

Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 20Х13 (другое обозначение 2Х13), приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 20Х13 (другое обозначение 2Х13) могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке 20Х13 (другое обозначение 2Х13) можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

Особенности сварки материала 20Х13

Сталь рассматриваемого вида может хорошо свариваться такими способами как;

  • ручная сварка;
  • электродуговая;
  • аргонодуговая автоматическая.

Рекомендации специалистов гласят, что при автоматической сварке данной стали лучше применять проволоки Св-10Х13 или Св-06Х14. А вот при электродуговом типе сварочных работ лучше подойдут флюсы типов АН 18 или АН 17. А если речь идет об электродуговой сварке ручного типа, то можно использовать электроды по типу ЭФ-Х13 вместе с проволоками, аналогичными как при автоматической сварке.

Чтобы в сварных соединениях при сварке деталей, имеющих толщину от 10 мм, а также более тонких с жестким закреплением не появлялись холодные трещины, нужно использовать сопутствующий или предварительный подогрев до температуры 400 градусов включительно. После сварочных работ следует провести отпуск соединений или изделий, чаще всего это делается при температуре порядка 700 градусов.

Свариваемость данной стали бывает трех типов:

  • без ограничений, когда сварочные работы выполняются без подогрева и последующих термообработок;
  • ограниченно свариваемые металлы, которые можно сваривать в условиях подогрева примерно в 100 градусов и которые должны подвергаться обязательно термообработке;
  • трудносвариваемые детали; в таких случаях, чтобы получить качественное соединение, следует сделать подогрев вплоть до 300 градусов и выполнять отжиг в качестве термообработки после сварки.

Вот такие особенности применения имеет такой материал, как сталь 20Х13. Теперь вы будете знать, в каких условиях и как правильно ее применять и обрабатывать.

ГОСТы и другие стандарты на сталь 20Х13

На сегодняшний день существуют следующие стандарты на сталь данного вида:

Технические характеристики легированной стали 20Х13


757

Марка стали 20Х13 обладает основными физическими и технологическими свойствами – устойчивостью к коррозии в разных средах (при высокой влажности, взаимодействии с растворами ряда кислот, щелочей, газами), жаростойкостью. Материал с такой маркировкой имеет мартенситную структуру – он твердый, малопластичный, имеет способность самозакаливаться.

Определяют характеристики стали 20Х13 применение в производстве. Она используется для изготовления механизмов, узлов в авиа- и машиностроительной отраслях, в печестроении. Из стали этой марки выпускают элементы для компрессорных и турбинных установок, различный крепеж, арматуру для крекинг-установок. Такие изделия эксплуатируются в высокой влажности, при взаимодействии с химическими элементами, газами, при температуре до 450-500°С.

ГОСТ и другие нормативные требования на сталь

Производство материала этой марки регулируют нормативные документы – ряд ГОСТов, технические условия «Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия». (ТУ 14-11-245-88), ОСТ «Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия». (ОСТ 3-1686-90).

Читайте так же:
Оборудование для производства корпусной мебели

Информацию о ГОСТах, других нормативных документах, которые использовались при производстве стали 20Х13, можно узнать из документа. Это сертификат качества металлургического комбината, который произвел выплавку и произвел поставку.

Какими преимуществами и недостатками обладает материал

Плюсы и минусы сплава 20Х13, возможность его применения учитываются на этапе конструирования изделий машиностроения. Основными среди его достоинств являются:

  • жаропрочность;
  • низкая теплопроводность;
  • высокая устойчивость к коррозии;
  • сочетание качеств – твердости, пластичности, вязкости.

Большой процент содержания в продукции хрома, углерода является причиной основной проблемы, которая возникает при использовании сплава – низкой способности к сварке. Для её качественного выполнения требуется особая термообработка изделий.

Сортамент

Из сплава выпускается большая номенклатура изделий. Они отличаются размерами, механическими свойствами, способом обработки, областью применения. Поэтому сталь 20Х13 выпускается в сортаменте. Каждый вид продукции производится с применением условий соответствующего ГОСТа:

  • жаростойкий, жаропрочный прокат (тонколистовой);
  • прутки;
  • полосы (горячекатаные или кованые);
  • проволока;
  • калиброванный металл (круг, квадрат),
  • прокат круглой, квадратной или шестигранной формы;
  • поковки;
  • фасонные профили (высокоточные);
  • продукция со специальной обработкой (отделкой) поверхностей;
  • трубы (горячедеформированные, холоднодеформированные);
  • заготовки разных размеров для использования в машиностроении.

Состав сплава, его химические и физические свойства

Особенности сплава 20Х13, характеристики стали определяет его химический состав. Основными элементами являются:

  • углерод, необходим для обеспечения твердости, антикоррозийных качеств, повышения вязкости, уменьшения пластичности изделий;
  • хром, препятствует коррозии, повышает твердость, плотность сплава, его сопротивление растяжению;
  • марганец, способствует увеличению износостойкости, вязкости, необходим для высокой прокаливаемости, является раскислителем и дегазатором при выплавке;
  • никель, улучшает антикоррозионные свойства, необходим для уменьшения твердости, увеличения ударной вязкости;
  • кремний, увеличивает прочность материала, является важным элементом при плавке (дегазатор, раскислитель);
  • молибден, способствует повышению плотности стали, её прочности, твердости, сопротивлению к коррозии, обрабатываемость изделий становится лучше;
  • ванадий, придает изделиям прочность, вязкость, износо- и коррозионную устойчивость;
  • вольфрам, увеличивает способность к прокаливанию, повышает прочность и вязкость;
  • кобальт, позволяет проводить закалку при высоких температурах.

Вредными примесями в составе материала являются фосфор и сера. Такие химические вещества снижают ударную вязкость, пластичность, провоцируют повышение хрупкости изделий, склонность к коррозии.

Технологические особенности материала

К основным технологическим свойствам стали 20Х13 относят три показателя:

  • свариваемость;
  • флокеночувствительность;
  • отпускная хрупкость.

По первому из названных сплав является ограниченно свариваемым. При выполнении сварки требуется дополнительная термообработка элементов. Материал является устойчивым к образованию флокенов – внутренних трещин, поэтому не относится к флокеночувствительным. Сталь этой марки имеет склонность к отпускной хрупкости.

Особенности термообработки

Для сплава 20Х13 характеристики стали повышает термообработка. Она выполняется с учетом нескольких особенностей:

  • закалка сырья выполняется при высокой температуре около 1000 0С, для её выполнения требуется специальное оборудование, особые условия для его эксплуатации;
  • для изготовления поковок необходим медленный нагрев заготовок до температуры 780 0С;
  • при отжиге материала температура в печи повышается сначала до 750-800 0С, затем уменьшается до 500 0С, потом следует окончательная закалка в температурном диапазоне от 950 до 1000 °С.

Процесс термообработки стали этой марки заканчивается охлаждением. Используется несколько технологий для такого процесса – с применением масла или на воздухе.

Для сваривания изделий используется электродуговая, аргонодуговая (автоматическая или ручная) сварка. Чтобы в соединениях не образовывались трещины, в процессе работы или предварительно рекомендуется нагревать конструкции до температуры от 250 до 400 0С, затем выполнять отпуск изделий (температурный режим до 760 0С).

Как расшифровать маркировку

Для марки стали 20Х13 расшифровка проста. Цифра 20 в наименовании указывает на количество углерода в сплаве. Содержание этого элемента в нем около 0,2%. По наличию буквы «х» в названии стали специалисты определяют, что материал содержит другой химэлемент – хром. Число «13» – это процентное значение хрома в сплаве, то есть его доля – около 13%.

В разных странах сталь 20Х13 имеет аналоги. Возможность их применения для конкретного изделия оценивается после детального анализа химического состава сплавов-аналогов, их физических свойств, технологических особенностей.

На мировом рынке аналогичные сплавы могут иметь маркировку:

  • 2Cr13 (Китай);
  • X20Cr13 (Германия, Италия, Испания);
  • X20Cr13, Z20C13 (Франция);
  • S42000 (США);
  • SUS420J1 (Япония);
  • 2303 (Швеция);

На российском рынке стали заменителями для марки 20Х13 являются сплавы 4Х17Н2, 12Х13.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector