Гост 4986-79 лента холоднокатаная из коррозионно-стойкой и жаростойкой стали. технические условия (с изменениями n 1, 2, 3)

Закалка и выполнение высокого отпуска (улучшение)


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.

Применение стали 20Х13

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.

Алюминий

Марка сплава по ГОСТ 1583-93 Европейский стандарт США Япония Франция Италия Великобритания
EN 1676 ASTM, B179, B26, B85, AA, SAE JIS, H5202, H2211, H2118 NFA57-702 UN14514 BS14
АК8

(АЛ34)

ENAB-42100

(ENAB AlSi7Mg0.3)

358.0

356.2

(A03562)

AC4C.1 A-S7G
AK7 ENAB-42000

(ENAB AlSi7Mg)

357.0

356.1

(A03561)

AC4C.1 AlSi7Mg
AK7ч

(AЛ9)

ENAB-42000

(ENAB AlSi7Mg)

356.0

356.1

(A03561)

SG70A

AC4C.1 A-S7GU3 AlSi7MgTi LM2
АК7пч

(АЛ9-1)

ENAB-42100

(ENAB AlSi7Mg0.3)

356.2

(A03562)

AC4C.2 A-S7G AlSi7Mg
АК12

(АЛ2)

ENAB-44100

(ENAB AlSi12(b))

A413.1

(A4131)

AC3C.1 A-S12G

A-S13

G-Al-Si13 LM6

ГОСТы и другие стандарты на сталь 20Х13

На сегодняшний день существуют следующие стандарты на сталь данного вида:

  • кованая сталь квадратной и круглой формы;
  • проволока на основе жаростойкой и высоколегированной стали;
  • нагартованные прутки, обработанные на основе коррозийно-стойкой стали;
  • поковки на основе сталей данного типа и их сплавов;
  • тонколистовой и устойчивый к коррозии прокат, отличается жаропрочностью и жаростойкостью;
  • высоколегированные и устойчивые к коррозии материалы и их сплавы;
  • металл сортовой и калиброванный, устойчивый к коррозии, жаропрочный и жаростойкий;
  • кованые и горячекатанные полосы;
  • материалы круглые со специальной отделкой поверхности;
  • прокат стальной сортовой горячекатаный круглой и квадратной формы;
  • круглый калиброванный металл;
  • кованые на основе инструментального металла горячекатанные полосы;
  • калиброванные квадратные металлы;
  • шестигранный калиброванный прокат;
  • металл кованый круглый и квадратный;
  • высоколегированные материалы и их сплавы, отличающиеся устойчивостью к коррозии, жаропрочностью и жароустойчивостью;
  • полосовой сортовой горячекатанный прокат на основе стального материала;
  • металл сортовой и калиброванный, устойчивый к коррозии, отличается жаростойкостью и жаропрочностью;
  • сортовой горячекатанный шестигранный стальной прокат;
  • стальные высокоточные фасонные профили;
  • заготовки на основе конструкционного материала для применения в машиностроительной отрасли.

Технология закалки стали 40Х13

Нержавеющая сталь 40Х13, химический состав которой должен соответствовать требованиям ГОСТ 5632, производится в сортаменте катаных прутков и листов по ГОСТ 5949. Специфические особенности эксплуатации этой стали обуславливают повышенный уровень требований к качеству её термической обработки.

Закалка стали 40Х13

Состав, свойства и применение

Сталь 40Х13 отличается повышенным содержанием хрома (от 12 до 14%), при минимально допустимом процентном содержании марганца (до 0,8%). Никель, обычно добавляемый в стали мартенситного класса, в данной стали отсутствует. Это уменьшает опасность образования карбидов по границам зёрен, и способствует стабильности механических характеристик.

Приводимый далее комплекс механических свойств позволяет относить данный материал к сталям повышенной жаропрочности:

  • при температуре в 200 °С постоянной эксплуатации изделий, изготовленных из стали 40Х13, предел временного сопротивления составляет не менее 960 МПа, при пределе текучести 830 МПа, и коэффициенте ударной вязкости 500 кДж/м2;
  • при температуре в 400 °С постоянной эксплуатации изделий, изготовленных из стали 40Х13, предел временного сопротивления составляет не менее 795 МПа, при пределе текучести 685 МПа, и коэффициенте ударной вязкости 750 кДж/м2.

Технологические свойства 40Х13

Таким образом, эта сталь отличается повышенной стойкостью против вибраций и знакопеременных нагрузок, возникающих в узлах и деталях оборудования, эксплуатационные температуры которого превышают 300…350 °С. К числу таких деталей относятся мерительные приспособления, используемые в ковочно-штамповочном производстве, ответственные детали компрессорных установок, пружины, нагретые до 75 °С. Иногда из данного материала производят и деформирующие инструменты, например, отрезные ножи горячештамповочных автоматов.

Все перечисленные области применения требуют от материала повышенной прочности и твёрдости. Между тем относительно сталей мартенситного класса это сочетание получить довольно трудно, поскольку при повышенной твёрдости изделия становятся достаточно хрупкими, и при ударных нагрузках склонны к трещинообразованию.

Применение стали 20Х13

Используется этот сплав в первую очередь для изготовления вполне обычных болтов и гаек различного диаметра и конфигурации. На этом поприще стали 20Х13 активно помогает ее устойчивость к коррозии. Второе поприще — энергетика. Из сплава 20Х13 изготавливаются роторы промышленных двигателей, лопасти турбин и прочие немаловажные составляющие. Третья область применения — строительство печей. Так как 20Х13 — жаростойкая сталь, ее использование в этом процессе более чем оправдано, так как некоторые другие сорта стали попросту потеряют свои первоначальные свойства. Но жаростойкость этой стали по-настоящему раскрывается не здесь. Третья, но не менее показательная область применения характеристик стали 20Х13 — переработка нефтепродуктов при высоких температурах, где особенно пригодилась теплостойкость стали.

Сталь для отливок

Страны СНГ (ГОСТ) Аналог Страна, Стандарт
20ГЛ A352 Gr LCC США, ASTM A352
20ГЛ A757 Gr A2Q США, ASTM A757
20ГЛ A216 Gr WCC США, ASTM A216
30ГСЛ A304(1330H) США, ASTM A304
30ГСЛ A322 (1330) США, ASTM A322
20Л A732 (1A) США, ASTM A732
25Л A352 Gr LCA США, ASTM A352
25Л A732 (2A) США, ASTM A732
25Л A216 Gr WCB США, ASTM A216
30Л A352 Gr LCB США, ASTM A352
30Л A216 Gr WCB США, ASTM A216
35Л A356 Gr1 США, ASTM A356
40Л А732 (3А) США, ASTM А732
Страны СНГ (ГОСТ) Аналог Страна, Стандарт
20ГЛ 1.1120 Германия, DIN 17182
30ГСЛ 1.1165 Германия, DIN 17205
15Л 1.0420 Германия, DIN 1681
20Л 1.0619 Германия, DIN EN 10213-2
25Л 1.0446 Германия, DIN 1681
35Л 1.0552 Германия, DIN 1681
45Л 1.0558 Германия, DIN 1681
Страны СНГ (ГОСТ) Аналог Страна, Стандарт
30ГСЛ AO35 MnSi5 Венгрия, MSZ 8272
30ГСЛ 30 GSL Болгария, BDS 6550
30ГСЛ T30 Si Mn12 Румыния, STAS 1773
15Л 15LII Болгария, BDS3492
15Л AM1 Великобритания, B.S.3100 (91)
15Л Ao 400 FK Венгрия, MSZ 8276
15Л L II 400 Польша, PN/H 83152
15Л OT 400-3 Румыния, STAS 600
15Л 422630 Чехия, Словакия, CSN 422630
25Л 161 grade 430 Великобритания, B.S. 1504 (76)
25Л 25 LII Болгария, BDS 3492
25Л Ao 450 FK Венгрия, MSZ 8276
25Л OT 450-3 Румыния, STAS 600
25Л 25LI Болгария, BDS 3492
25Л 422640 Чехия, Словакия, CSN 422640
25Л L 450 Польша, PN/H 83152
30Л 1505 Швеция, SS
35Л 35LII Болгария, BDS 3492
35Л A2 Великобритания, B.S.3100 (91)
35Л Ao 500 FK Венгрия, MSZ 8276
35Л L500 Польша, PN/H8 3152
35Л OT 500-1 Румыния, STAS 600
35Л 35LI Болгария, BDS3492
35Л 422650 Чехия, Словакия, CSH 422650
35Л G-30-57 Финляндия, SFS 350
35Л SCC Япония, JIS G5111 (91)
40Л 35LI Болгария, BDS 3492
40Л OT 550-1 Румыния, STAS 600
40Л CLA1 grade C Великобритания, B.S. 3146 Part 1(74)
40Л CLA8 grade C Великобритания, B.S. 3146 Part 1(74)
40Л G-30-57 Финляндия, SFS 350
45Л 45LI Болгария, BDS 3492
45Л A3 Великобритания, B.S.3100 (91)
45Л Ao550FK Венгрия, MSZ 8276

Существующие аналоги

Производством стали с аналогичными свойствами занимаются все развитые страны. В разных странах она имеет свою маркировку:

  • в США это сталь, которая имеет маркировку AISI 420;
  • в Германии аналогами нашей стали является целая линейка (от X38Cr13 до X46Cr13);
  • Китай производит сталь под маркой 4С13;
  • в Японии это сталь SUS 420J2;
  • во Франции, тоже имеется целая линейка со схожими характеристиками. Это X40Cr14, Z33C13, Z38C13M, Z40C13, Z40C14, Z44C14, Z50C14.


SUS 420J2


AISI 420


Химический состав аналога 40х13 AISI 420

Все эти аналоги имеют хорошие антикоррозийные показатели. Они могут длительное время выдерживать воздействие с такими слабоагрессивными жидкостями, как спиртосодержащие напитки, вино и даже коньячный спирт.

Особенности термообработки стали 20Х13

Марка стали 20х13 по причине высокой концентрации углерода и хрома сложна при сварке, структура может быть улучшена при закалке и отпуске. Термообработка проводится с учетом следующих моментов:

  1. Из-за высокой жаропрочности закалка проводится при температуре около 1100 градусов Цельсия. Эта технологическая особенности определяет трудности, возникающие при обработке сплава в домашних условиях. Только при наличии специального оборудования можно провести разогрев заготовки до требуемой температуры.
  2. Ковка выполняется при температуре 780 градусов Цельсия. При этом нагрев проводится постепенно, что позволяет исключить вероятность возникновения структурных деформаций при пластичной деформации.
  3. Отжиг считается смягчающим типом обработки металла. Рекомендуемый показатель температуры составляет 800 градусов Цельсия. Охлаждение проводится периодически, что позволяет повысить качество сплава.
  4. После закалки охлаждение проводится в самой различной среде. В последнее время устанавливаются высокие стандарты качества, что определило применение масла в качестве охлаждающей жидкости. Подобная технология охлаждения характеризуется довольно большим количеством особенностей. К примеру, свойства масла обеспечивают равномерное снижение температуры даже объемных заготовок, но при определенных условиях вещество загорается и образуется едкий дым. Поэтому масляные ванны применяются только в специальных цехах, которые снабжаются системой вентиляции.

При повышении температуры отпуска до 450 градусов Цельсия можно существенно повысить пластичность, но при этом снижается твердость поверхностного слоя. Однако, подобное воздействие приводит к снижению коррозионной стойкости.

https://youtube.com/watch?v=TRpHRWii4_Y

Сварочные работы также характеризуются большим количеством особенностей. Сварка коррозионно-стойкой жаропрочной стали 20х13 проводится с учетом следующей информации:

  1. Могут применяться самые различные методы: ручная обработка, электродуговая и аргонодуговая в автоматическом режиме.
  2. В некоторых случаях сварка проводится без предварительного подогрева заготовки. Для того чтобы повысить качество сварочного шва проводится дополнительная обработка.
  3. Для того чтобы повысить качество шва выполняется нагрев металл до 300 градусов Цельсия. Дополнительная обработка предусматривает отжиг, который снижает все внутренние напряжения. Часто именно внутреннее напряжение приводит к появлению структурных или поверхностных трещин, а также других дефектов.

Предварительные нагрев рекомендуется проводить в случае, когда толщина свариваемой стали более 10 мм. В подобных случаях высокая концентрация хрома и углерода сказывается негативно на свойствах стали 20×13.

Нержавеющая проволока 20Х13

Свойства сплава определяют его широкое распространение в самых различных отраслях промышленности. Для его применения при изготовлении износостойких деталей может проводится различного рода улучшения. Однако, сложности обработки и изготовления определяют рентабельность при применении только на момент выпуска ответственных деталей.

Применение стали 20х13

Сталь 20х13 обладает большим количеством особенностей, которые определяют широкое его распространение. Жаропрочность и коррозионная стойкость ценится в нижеприведенных случаях:

  1. Машиностроительная промышленность.
  2. При производстве турбинных лопаток, на которые оказывается воздействие высокой температуры и давления.
  3. При создании крепежей с высокой прочностью и коррозионной стойкостью.
  4. Выпуск деталей, которые подвержены воздействию атмосферных осадков и органических слей.
  5. При изготовлении колец самого различного предназначения.
  6. Авиационная промышленность.
  7. Выпуск изделий, работающих при невысокой температуре и в агрессивной химической среде.
  8. При создании деталей для компрессорных машин, которые работают с нетрозными газами.

Трубные доски 20х13

Термическая обработка позволяет существенно повысить эксплуатационные характеристики сплава. Это связано с тем, что при сильном нагреве происходит перестроение кристаллической решетки для упрочнения структуры и повышения твердости поверхностного слоя. Применение стали 20х13 позволило существенно продлить эксплуатационный срок изделий, которые служат в тяжелых эксплуатационных условиях.

Состав стали

Теперь рассмотрим наиболее важную составляющую любого металлосодержащего сплава — его состав.

Благодаря официальным техническим документам любой человек может с высокой долей точности установить, какие именно элементы входят в состав стали 20Х13. Их список следующий:

  • Углерод — 0,2 % — элемент, без которого не может существовать сталь. Именно он придает мягкому железу прочность и твердость. Однако при таком содержании сплав все еще остается сравнительно пластичным и поддается механической обработке, в некоторых случаях даже без предварительного нагрева.
  • Кремний — 0,6 % — легирующая добавка, улучшающая структуру стали и позволяющая ей лучше переносить перегревы.
  • Марганец — 0,6 % — добавка во многом аналогичная предыдущей, однако марганец не только увеличивает прокаливаемость стали, но и увеличивает ее вязкость.
  • Никель — 0,6 % — опять же легирующий элемент, увеличивающий тепловую устойчивость стали, ее общую пластичность и прочность.
  • Хром — 13 % — не менее важный элемент, чем тот же углерод, ведь хром отвечает за прочность стали, ее коррозионную стойкость, прокаливаемость и токопроводимость.

На данном этапе можно добавить, что 20Х13 — жаростойкая сталь, обладающая исключительной устойчивостью к повышенным температурам, если, конечно, сравнивать ее с другими техническими сталями. Помимо этого, сплав крайне нечувствителен к коррозии и окислению из-за высокого содержания хрома в составе.

Если узнать характеристики стали 20Х13, применение этого сплава перестает быть тайной. С большой долей вероятности это могут быть детали, работающее при высоких температурах.

Особенности стали

20х13 имеет плотность 7670 кг\м3. 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.

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.

Аналоги и соответствие отечественных и зарубежных марок стали — трубы, фланцы, трубопроводная арматура, теплообменники, насосы, пищевка, прочее СНГ — ГОСТ, США — AISI, ASTM, ASME; Германия — DIN, Китай — GB

Поясняются некоторые редкие в российских реалиях марки.

СНГ
сталь по ГОСТ
США
сталь по AISI, ASTM, ASME
Германия
сталь по DIN
Китай
сталь по GB
ст.03Х17Н14М3 316L
SA-240TP316L
X2CrNiMo18-14-3 00Cr17Ni14Mo2
00Cr17Ni14Mo3
ст.03X18H11 304 L
SA-240TP304L
X2 Cr Ni 19 11
GX2 Cr Ni 19-11
ст.03ХН28МДТ
ст.06Х28МДТ
X3NiCrCuMoTi2730
ст.06X18H11 305
3008
X4CrNi18-12
ст.07Х16Н6 301
A 167 301
A 240 301
A 666 301
X12CrNi17-7
X10CrNi18-8
ст.08кп A 622 St 50-2
ст.08X13 403
409
410 S
429
SA-240 TP 410S
Х6 Cr 13
X7 Cr 14
ст.08Х17Н13М2Т
ст.10X17H13M2T
316 Ti
A 167 316Ti
A 213 F316H
A 240 316Ti
A 368 316Ti
SA-240 TP 316Ti
SA-479 316Ti
X6CrNiMoTi 12 122
X 10 CrNiMoTi 18-12
0Cr18Ni12Mo3Ti
1Cr18Ni12Mo3Ti
СНГ
сталь по ГОСТ
США
сталь по AISI, ASTM, ASME
Германия
сталь по DIN
Китай
сталь по GB
ст.08Х17Т 430Ti
439
X 6 CrTi 17
X3CrTi17
ст.08X18H10 304
304 H
SA-240 TP 304
X5 Cr Ni 18 10
ст.08Х18Н12Б 347
A 167 347
A 240 347
A 313 347
A 580 347
X 6 CrNiNb 18 10
X6CrNiNb18-10
0Cr18Ni11Nb
1Cr18Ni11Nb
1Cr19Ni11Nb
ст.08ЮА A 620 DC 04
DC04+ZE
Fe P04 / St 14
St 14
St 4
ст.09Г2С A 516-55
A 516-60
A 516-65
A 561 Gr70
ст.09Х17Н7Ю

X 7 CrNiAl 17 7
X7CrNiAl17-7
0Cr17Ni7Al
ст.10 C1010
A 108 1010
A 29 M1010
A 510 1010
A 575 M1010
SA-29 M1010
C 10
C10E
Ck 10
10
ст.10Х13СЮ A 268 TP405 X10CrAl13
X10CrAlSi13
ст.10X23H18
ст.20X23H18
SA-240 TP 310S
ст.12К A 201 Gr AFx ASt 35
ст.12X13
ст.15X13Л
410
430
A 183 F6
A 193 B6
A 479 410
X 10 Cr 13
X12 Cr13
GX 12 Cr 12
ст.12Х17 430
A 182 F 430
A 240 430
SA-182 Grade F 430
SA-240 Type 430
X6Cr17 1Cr15
1Cr17
ML1Cr17
СНГ
сталь по ГОСТ
США
сталь по AISI, ASTM, ASME
Германия
сталь по DIN
Китай
сталь по GB
ст.12X18H10T
ст.06Х18Н10Т
ст.08X18H10T
ст.09Х18Н10Т
321
A 213 TP321H
SA-240 TP 321
X6 Cr Ni Ti 18 10
X10 Cr Ni Ti 189
ст.12XM A 182 grade F12
A213 Grade T12
A 335 Grade P12
A 387A,B,C
13CrMo-44
ст.12X2M A 182 Grade F22
A335 Grade P22
387 Grade D
10CrMo910
ст.12Х1МФ 14MoV63
ст.14Г2 A414 Gr F,G
A 515 Gr70
A516 Gr70
17 Mn4
ст.15 C1015
A 108 1015
A 512 1015
A 576 1015
C15
C15E
Ck 15
15
H15A
ZG200-400 (ZG 15)
ст.15кп A 621 FS Type A
A 621 FS Type B
DD 11 (StW 22)
ст.15пс A 29 1015 QSt 38-3 ML15
ст.15Н2М
ст.15HM
4615
ст.15Х 15Cr3
ст.15X5M A 182 Grade F5
A 193 Grade B5
ст.15X25T
ст.15X28
A 268 TP446 10CrAl24
ст.15XФ 6117
ст.15ХМ A 182 grade F12
A213 Grade T12
A 335 Grade P12
13CrMo-44
ст.16К A 414 Grade E H II
St42-2
C22N
ASt41
P 265 GH
СНГ
сталь по ГОСТ
США
сталь по AISI, ASTM, ASME
Германия
сталь по DIN
Китай
сталь по GB
Ст2сп A 53 GrA St35 Q215B
Ст3сп A 53 GrB
ст.17ГС S355J2G3 / Fe 510 D1
St 52-3
St 52-3 / S355J2G3
St 52-3 G
16Mn
ст.18ХГ SA-29 Grade 5115 16 MnCr 5 15CrMn
20CrMn
ст.20 C1020
A 105 Gr1
A 106 GrA,B
A 659 CS Type 1020
A 794 CS Type 1020
C 22
C 22N
C 22.3
Ck 22
St35.8
St45.8
ст.20К A 283-C
A 285-A,B,c
A 414 Grade E
A 515-5
A 515-60
A 515-70
H II
P 265 GH
ст.20пс A 29 1020 ML20
ст.20H2M
ст.20HM
4621
ст.20X 5120
ст.20ХФ 6120 22CrV4
ст.20Х13 420
A 276 420
A 580 420
X 20 Cr 13 2Cr13
ст.20Х17Н2 431
A 493 431
A 580 431
SA-479 Type 431
X17CrNi16-2
X17CrNi16-2 (X 20 CrNi 17 2)
1Cr17Ni2
ML1Cr17Ni2
ст.20Х25Н20С2 310
314
X15CrNiSi25-20
X15CrNiSi25-21
2Cr25Ni20
ст.20ХМ 4130
SA-29 Grade 4130
25 CrMo 4
GS-25 CrMo 4
ML30CrMo
ML30CrMoA
ст.20XH 3120
СНГ
сталь по ГОСТ
США
сталь по AISI, ASTM, ASME
Германия
сталь по DIN
Китай
сталь по GB
ст.22K 1022
1518
20Mn5
ст.25 C1025
ст.25Г 1025
A 108 1025
A 510 1025
A 512 1025
A 513 1025
A 576 1025
GS-Ck 25 25
25Z
ZG230-450 (ZG 25)
ст.25X1МФ A 193 B14
A 540 B21
24CrMoV55
ст.30 C1030
A 29 1030
SA-29 1030
ML25Mn
ML30
ст.30X 5130
ст.30XM 4130
A 302 Gr B
A 304
25CrMo4
ст.30Х13 420F X30Cr13 3Cr13
ст.30ХМ 34 CrMo 4
GS-34 CrMo 4
35CrMo
ст.30Г2 36 Mn 5
ст.35 C1035
C1034
A 107
C 35
Ck 35
ст.35X 5132 34Cr4
ст.35XM 34CrMo4
ст.40 1040 C40
Ck40
ст.40X 5140 41 Cr 4
ст.40Х13 X38Cr13
X39Cr13
X46Cr13
ст.40Х2Н2МА 4340
SA-29 Grade 4340
40 NiCrMo 6 40CrNiMoA
ML40CrNiMoA
ст.40XH 3135
3140
40Ni Cr 6
ст.40ХН2МА 9840 36 CrNiMo 4
СНГ
сталь по ГОСТ
США
сталь по AISI, ASTM, ASME
Германия
сталь по DIN
Китай
сталь по GB
ст.45 1045
A 107
A 29 1044
SA-29 1044
C 45
Ck 45
Cq 45
ML45
ст.45Г 1045
A 108 1045
A 29 1045
A 311 1045
A 576 1045
SA-29 1045
SA-311 1045
C45E
Ck 45
GS-Ck 45
45
ZG310-570 (ZG 45)
ст.45X 5145
ст.50 С1050
A 108 1050
A 29 1050
A 311 1050
A 510 1050
A 576 1050
SA-29 1050
SA-311 1050
C 50 E
Ck 50
50
ст.50X 5147
ст.55 С1055
A 29 1055
A 576 1055
SA-29 1055
C 55
Ck 53
ст.60
ст.60Г
C1060
A 29 1060
A 576 1060
SA-29 1060
C 60
Ст0
Ст1кп
A 283 Grade A S185 / Fe 310-0
St 33
Q195
Q195-F
Q195-Z
Q195-b
Ст2пс
Ст2сп
A53 Gr A
A192 Gr A
St 35 Q215B
Q215B-F
Q215B-Z
Q215B-b
Ст3кп A 107
A 283 Grade C
SA-283 C
USt 37-2
USt 37-2 G
RSt37-2
A3
Q235A
Q235A-F
Q235A-Z
Q235A-b
Ст3сп A 414 Grade A
A 570 Grade 36
S235J2G3 / Fe 360 D1
St 37-3
St 37-3 G
UZSt 37-2
Ст5сп A 570 Grade 50 St 50-2
Ст6пс
Ст6сп
A 572 Grade 65 E335 / Fe 590-2
St 60-2
St 60-2 G
СНГ
сталь по ГОСТ
США
сталь по AISI, ASTM, ASME
Германия
сталь по DIN
Китай
сталь по GB

Выбор оптимального режима термической обработки

В зависимости от конкретных производственных условий, сталь термически обрабатывают по двум вариантам:

  1. Нормализацией при температуре выдержки 1050…1100 °С, с последующим высоким отпуском с 600…650 °С. Нормализация стабилизирует структуру стали, снижает количество остаточного аустенита, и улучшает обрабатываемость на металлорежущих станках. Это позволяет использовать такую технологию термообработки для получения заготовок ступенчатых валов и осей, работающих преимущественно в средах с повышенной влажностью, а также в условиях коррозионно-механического износа.
  2. Ступенчатой закалки с высоким отпуском. Продолжительность и количество циклов закалки зависит от требуемой поверхностной твёрдости и конечной микроструктуры. Закалка стали 40Х13 по такому способу выполняется для изделий, которые в процессе своей эксплуатации периодически подвергаются ударным нагрузкам.

Температура заготовки в зависимости от цвета при нагреве

При выборе режима термообработки необходимо учитывать, что сталь 40Х13 штампуется при температурном интервале 950…1150 °С: именно в этом диапазоне материал обладает максимальной ковкостью.

Во всех случаях сталь перед обработкой подвергают отжигу. Это связано со следующими особенностями:

  • наличием карбидов хрома, которые образуются в процессе горячей прокатки заготовок. Они сосредотачиваются на границах зёрен вокруг основной, более пластичной структуры;
  • присутствием цементита, который по структуре и размерам зерна отличается от любого их карбидов хрома. Это вызывает остаточные напряжения растяжения, снижающие прочность;
  • опасности избыточного количества остаточного аустенита, который также повышает твёрдость и снижает пластичность;
  • склонности данной стали к деформационному упрочнению во время пластической деформации.

Опытным путём установлено, что для получения оптимальной макроструктуры режим отжига должен быть следующим: нагрев до 690…730 °С, с выдержкой до полного прогрева сечения детали и последующим охлаждением вместе с печью до 500…550 °С (далее – на воздухе). Конечная структура – зернистый перлит, которые положительно выделяется своей стабильностью, равновесностью и наличием мелкого зерна.

Технология термообработки

Нормализация стали 40Х13 применяется реже, в основном, после горячей штамповки/ковки, когда слиток или заготовка нагревались до максимально возможных температур. При длительном нагреве ускоряется рост зерна, что нежелательно с точки зрения трудоёмкости при окончательной обработке изделий. Нормализация, однако, необходима, если нормализованная и отпущенная деталь имеет сложную форму, с многочисленными перепадами в поперечных сечениях, а также при наличии острых углов и кромок.

Главная цель закалки — обеспечить достаточный процент мартенсита в стали. Такие требования выдвигаются, если деталь при эксплуатации будет испытывать значительные рабочие напряжения. Максимально достигаемая твёрдость после закалки – обычно 50…55 НRC. Обеспечивается это следующим режимом термобработки: закалкой с 1000…1050 °С в масло, с последующим низким — при 230…280 °С – отпуском.

В связи с низким температурным интервалом термообработки нагрев производят в печах скоростного нагрева, имеющих системы высокоточного автоматического контроля температуры.

Особые требования к соблюдению технологических режимов закалки стали 40Х13:

  1. Температура сред, используемых для охлаждения изделий после их закалки, должна быть на 50…75 °С ниже температуры окончания мартенситного превращения. Оно для рассматриваемой марки стали составляет 650…670 °С. В качестве таких сред используются масло, щёлочные или солевые расплавы. Например, соответствующими возможностями обладает расплав солей KNO3 и NaNO3 в соотношении 1:1. Масляные ванны менее предпочтительны, поскольку при длительных выдержках металл науглероживается. Это, хоть и повышает дополнительно твёрдость, но ухудшает обрабатываемость заготовок, особенно при точении и фрезеровании.
  2. Время выдержки изделий при закалке и последующем охлаждении составляет до нескольких часов. Такой длительный период выдержки обусловлен необходимостью создать условия для полного мартенситного превращения.
  3. Скорость дальнейшего (после отпуска) охлаждения закалённых заготовок особого значения не имеет, и определяется только производственными возможностями. При этом предпочтительнее охлаждать детали не в печи, а на открытом, но спокойном воздухе. В таких условиях мартенситное превращение протекает в полном объёме.

Структура стали 65Х13

Требования к микроструктуре по ГОСТ 8233-56

Сортамент, ТУ Загрязненность неметаллическими включениями, балл Зернистый перлит по шкале 2, балл (не более) Количество вторичных карбидов на площади 1 см2 ( 1000) (не менее) Величина первичных карбидов, мкм (не более) Глубина обезуглероженного слоя по ГОСТ1763-68 (не более)
Лента, δ = 0,1мм, ТУ 14-1-4105-86 По согласованию сторон 5 10 Не допускается
Лента (подкат), δ = 3 мм, ТУ 14-1-3918-85 2 6 10 0,08 мм
Поковка (сляб), ТУ 14-1-3760-84 3 15
Примечание. Микроструктура закаленной стали состоит из мартенсита, аустенита и первичных карбидов.

Твердость после закалки с 1040-1050 °С и последующего отпуска

tисп, °С Твердость HRC Толщина ленты, мм
720 HV 0,1
100 3
350 53 3

Содержание хрома и углерода в твердом растворе стали 65Х13 (0,77 % С; 14,0 % Cr) в зависимости от температуры закалки

t, °С Содержание в твердом растворе, % (по массе)
С Cr
Отжиг 0,02 7,2
850 0,1 8,6
900 0,16 9,1
1000 0,26 ,7
1050 0,41 12,2
1100 0,6 13,4
Примечание. Критические точки стали 65X13: Ac1 = 805-810 °С; Ac3 = 880 °С; МН= 200 °С.

Технологические параметры 65Х13

Сталь деформируют в горячем и холодном состояниях. Температурный интервал горячей деформации 1180-850 °С, смягчающая термообработка: отпуск при 730-750 °С или отжиг при 850-880 °С с замедленным охлаждением до 740 °С и охлаждением до 640 °С со скоростью °С/ч.

Рекристаллизационный отжиг полосы при 660-680 °С в колпаковой печи или при 730-750 °С в протяжной печи.

После отжига структура стали состоит из зернистого перлита с избыточными эвтектическими карбидами. Вторичные мелкие карбиды, равномерно распределены в ферритной матрице. В микроструктуре холоднокатаной ленты содержится 55-65 мелких карбидов на площади 120 мм2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector