Сталь 08х13 механические свойства
Обновлено: 17.05.2024
Сталь 08Х13 применяют в качестве коррозионностойкого конструкционного материала, в том числе, сварных деталей и изделий с заданными требованиями по пластичности и ударной вязкости. Обладает сопротивляемостью к слабоагрессивным средам. Применяется как жаростойкий (окалиностойкий) материал для работы при температурах до 750-800 ºС.
Химический состав стали 08Х13
Таблица 1 — Химический состав стали 08Х13 по ГОСТ 5632-72
Класс стали 08Х13 по ГОСТ 5632-72
По классификации ГОСТ 5632-72 сталь 08Х13 относится к ферритному классу. При высокотемпературном нагреве сталь 08Х13 претерпевает частичное альфа-гамма превращение и может быть подвергнута полной закалке.
Микроструктура стали 08Х13
Микроструктура стали 08Х13 в зависимости от скорости охлаждения от температуры нагрева под закалку:
- после медленного охлаждения — феррито-карбидная смесь;
- после быстрого охлаждения – феррит и участки низкоуглеродистого мартенсита, который при отпуске распадается на феррито-карбидную смесь.
Сортамент стали 08Х13
Из стали 08Х13 производят следующую продукцию:
- лист толстый по ГОСТ 7350-77;
- лист тонкий по ГОСТ 5582-75;
- сортовой прокат по ГОСТ 5949-75;
- трубы горячедеформированные по ГОСТ 9940-81;
- трубы холоднодеформированные и теплодеформированные по ГОСТ 9941-81.
Механические свойства стали 08Х13
Механические свойства стали 08Х13 в различных видах продукции представлено в таблице 2.
Таблица 2 — Механические свойства стали 08Х13 при 20 ° С
Влияние повышения температуры на механические свойства стали 08Х13 в листе толщиной 20 мм после закалки с 1000-1200 ° С и отпуска при 600-700 ° С с выдержкой 12 часов и охлаждением на воздухе.
Таблица 3 — Механические свойства стали 08Х13
при повышенных температурах
Коррозионная стойкость стали 08Х13
Сталь 08Х13 имеет первый (высший) балл стойкости:
- в азотной кислоте с концентрацией 10-20 % при 40 ° С;
- в азотной кислоте с концентрацией 30 % при 20 ° С;
- в водных растворах всех концентраций при температуре 20-100 ° С;
- в этиловом спирте при комнатной температуре;
- в серной кислоте с концентрацией 90-100 % при комнатной температуре.
Сталь 08Х13 является стойкой во многих пищевых продуктах, таких как, фруктово-ягодные смеси, сахарный спирт, патока, пищевое масло.
Специальные свойства стали 08Х13
Сталь 08Х13 применяют как жаростойкий материал для изготовления изделий, в том числе, сварных, для работы окислительной атмосфере при температурах до 750-800 ° С, например, в нефтеперерабатывающей промышленности.
При работе стали 08Х13 в водороде предельные допустимые параметры атмосферы составляют 600 ° С и 80 МПа.
Плотность стали 08Х13 — 7,73 г/см3.
Сварка стали 08Х13
Сталь 08Х13 сваривают различными видами сварки. Для получения сварных соединений с высокой пластичностью применяют в качестве присадочного материала аустенитную проволоку Св-07Х25Н13, Св-13Х25Н18 и Св-08Х20Н9Г7Т.
Термическая обработка сварных швов стали 08Х13
Сварные конструкции из стали 08Х13, которые подвергаются динамическим нагрузкам, после сварки подвергают отжигу при 760-780 ° С с последующим медленным охлаждением.
Сварные конструкции из стали 08Х13, которые не подвергаются динамическим нагрузкам, а также сварные конструкции для эксплуатации при высоких температурах термической обработке не подвергают.
Технологические параметры стали 08Х13
Сталь 08Х13 пластически деформируют в горячем и холодном состояниях. Температурный интервал горячей пластической деформации составляет от 1180 до 900 ° С. После горячей деформации применяют медленное охлаждение.
Для стали 08Х13 обычно применяют два основных режима термической обработки:
Сталь 08Х13
Характеристики марки стали 08Х13
| Стандарт | ГОСТ 5949-75 – Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия | |
| Применение | В виде проката, прутков, листов, полос, лент, поковок, слябов и кованых заготовок | |
| Классификация | Коррозионностойкая жаропрочная сталь. Группа ферритов (устар. назв. 0Х13 ЭИ496) | |
Основные области применения стали 08Х13
Сталь 08Х13 используется в производстве деталей с высокой пластичностью, которые при эксплуатации подвергаются ударам и механическим динамическим нагрузкам – узлы прессов, детали турбин. Также из сплава 08Х13 изготавливаются элементы, работающие под воздействием слабой агрессии типа осадков, солевых растворов, органических кислот.
Маркировка стали 08Х13
Расшифровка 08Х13: «08» – содержание в сплаве углерода до 0,08%. «Х13» – наличие хрома в количестве около 13%.
Химический состав в % стали 08Х13
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | V | Ti | Cu | W | Fe |
| 12,0-14,0 | Остальное |
Безникелевая сталь 08Х13 содержит углерода не более 0,08%, и хрома – 13%.
Влияние химсостава на свойства стали 08Х13
Как видно из расшифровки 08Х13, в составе стали существенно увеличено процентное содержание хрома. Он обеспечивает повышенный уровень сопротивления коррозии. Кроме того, в сплаве отсутствует никель.
Механические свойства материала 08Х13
Механические свойства стали при повышенных температурах
| Прокат | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Предел текучести для остаточной деформации, sT, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение, ψ, % | Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см 2 |
| Трубы | 372 | - | 22 | - | - |
| Лист толстый | 430 | 300 | 23 | - | - |
| Сорт | 600 | 420 | 20 | 60 | 980 |
| Лист тонкий | 410 | - | 21 | - | - |
| Поковки | 539 | 392 | 14 | 35 | 50 |
Механические свойства стали при испытаниях на длительную прочность
| Температура испытаний, °С | Предел длительной прочности, МПа | Длительность испытания, часы |
| 500 | 121 | 10000 |
| 550 | 62 | 10000 |
| 600 | 31 | 10000 |
| 550 | 45 | 100000 |
Ударная вязкость листа стали сечение 20 мм, KCU, Дж/см 2
| Термообработка | Т= -20 °С | Т= -40 °С | Т= -60 °С |
| Закалка при 1000-1020 °С, вода. Отпуск при 680-700 °С, охлаждение 12 часов, воздух | 6 - 11 | 4 - 7 | 1 - 5 |
Механические свойства стали в зависимости от тепловой выдержки
| Режим термообработки | Температура, °С | Время, часы | Предел текучести, σ0,2, МПа | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение, ψ, % | Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см 2 |
| Лист. Закалка при 1000-1020 °С | Без тепловой выдержки | 314 - 353 | 500 - 510 | 29 - 31 | 73 - 75 | 2352 - 2842 | |
| Отпуск при 680-700 °С, 12 часов | 450 | 5000 | 310 | 490 | 35 | 74 | 227 |
Особенности и характеристики стали 08Х13
08Х13 определяется, как высоколегированная коррозионностойкая жаропрочная сталь ферритной группы. В этом определении – все основные достоинства и преимущества данного сплава.
Сталь 08Х13 характеризуется высокой степенью стойкости к образованию коррозии в самых необычных условиях эксплуатации изделий из нее. Наивысшую сопротивляемость коррозии 08Х13 проявляет в следующих условиях эксплуатации:
- азотная кислота с концентрацией 10–20 % при 40°С;
- азотная кислота с концентрацией 30% при 20°С;
- водные растворы любой концентрации при 20–100°С;
- этиловый спирт при комнатной температуре;
- серная кислота с концентрацией 90–100% при комнатной температуре;
- пищевые продукты – фруктово-ягодные смеси, патока и сахарный спирт, масло.
- жаростойкость в окислительных средах при высоких температурах – достигающих 800°С;
- эксплуатация 08Х13 в водороде при 600°С и 80МПа.
Физические свойства
| Температура, °С | Модуль упругости, E 10 - 5 ,МПа | Коэффициент линейного расширения, a 10 6 , 1/°С | Коэффициент теплопроводности, l, Вт/м·°С | Удельная теплоемкость материала, Дж/кг·°С | Удельное электросопротивление, Ом·м |
| 20 | 2,17 | - | - | - | 506 |
| 100 | 2,12 | 10,5 | 28 | 462 | 584 |
| 200 | 2,06 | 11,1 | 28 | - | 679 |
| 300 | 1,98 | 11,4 | 28 | - | 769 |
| 400 | 1,89 | 11,8 | 28 | - | 854 |
| 500 | 1,80 | 12,1 | 27 | - | 938 |
| 600 | - | 12,3 | 26 | - | 1021 |
| 700 | - | 12,5 | 26 | - | 1103 |
| 800 | - | 12,8 | 25 | - | - |
Плотность стали 08Х13 – 7,73 г/см 3 .
Технологические свойства
| Удельный вес | 7760 кг/м 3 |
| Термообработка | Закалка при 960 - 1020 °C, вода, Отпуск при 680 - 780 °C, воздух |
| Температура ковки | Начала при 1220 °С, конец 850 °С. Сечения до 300 мм охлаждаются в штабелях на воздухе |
| Твердость материала | HB 10 -1 = 149 -159 МПа |
| Температура критических точек | Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 850 , Ar3(Arcm) = 820 , Ar1 = 700 |
| Обрабатываемость резанием | В закаленном и отпущенном состоянии при HB 149-159 и σв=590 МПа, К υ тв. спл=1,4, Кυ б.ст=0,7 |
| Свариваемость материала | Ограниченно свариваемая |
| Склонность к отпускной хрупкости | Склонна |
Наибольшей коррозионной стойкости изделий из стали 08Х13 можно добиться, используя термическую обработку (закалку с отпуском) и полировку поверхностей. Также улучшить свойства можно после отжига.
При закалке частично меняется структура стали. Это зависит от скорости нагревания. После медленного охлаждения структура приобретает качество ферро-карбидной смеси, а после быстрого – качество феррита и отдельных участков низкоуглеродистого мартенсита.
По своим свойствам сталь 08Х13 считается ограниченно свариваемой. Однако при необходимости можно воспользоваться ручной, автоматической дуговой сваркой, аргонодуговой, но с некоторыми условиями. Так, сварные элементы, которые будут работать с динамическим нагрузками, необходимо подвергнуть отжигу с последующим охлаждением.
Резание проводят в закаленном и опущенном состоянии. Сталь этого типа склонна к отпускной хрупкости (при 400–500°С).
Применение стали 08Х13 с учетом характеристик и свойств
Сталь 08Х13 или аналог подходит для производства конструкций, частей конструкций, деталей в тех случаях, когда требуется коррозионностойкий металл, и есть специальные требования к изделиям по жаростойкости, ударной вязкости и пластичности.
В основном это изделия с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам, работающие в агрессивных средах – в зоне частых атмосферных осадков, в водных растворах солей органических кислот и пр.
Необходима сталь для изготовления частей прессов, транспортеров, оборудования в пищевой промышленности, элементов линий сушки, интерьерных оформлений. Из проволоки 08Х13 изготавливают плетеные ограждающие транспортерные сетки, тканые сетки из рифленой проволоки, сварные нержавеющие сетки.
08Х13 (ЭИ496)
Сталь 08Х13 применяется для производства лопаток паровых турбин, работающих при температурах до +580 °С; клапанов, болтов и труб, а также деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузам (клапанов гидравлических прессов, предметов домашнего обихода); изделий, подвергающихся воздействию слабоагрессивных сред (атмосферных осадков, водных растворов солей органических кислот при комнатной температуре и пр.); в качестве плакирующего слоя при изготовлении горячекатаных двухслойных коррозионностойких листов.
Примечание: Сталь коррозионно-стойкая и жаропрочная ферритного класса.
Наибольшая коррозионная стойкость достигается после термической обработки (закалка с отпуском) и полировки. Сталь марки 08X13 может применяться также после отжига.
Химический состав стали 08Х13 (ЭИ496)
| НТД | C | S | P | Mn | Cr | W | V | Ti | Si | Ni | Mo | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 5632-2014 | ≤0,08 | ≤0,025 | ≤0,030 | ≤0,80 | 12,00-14,00 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,80 | ≤0,60 | ≤0,30 | ≤0,30 |
Механические свойства стали 08Х13 (ЭИ496)
Механические свойства при 20°С
Механические свойства в зависимости от тепловой выдержки
Температура критических точек стали 08Х13 (ЭИ496)
| Критическая точка | Температура °C |
|---|---|
| AC1 | 730 |
| AC3 | 850 |
| AR3 | 820 |
| AR1 | 700 |
Ударная вязкость стали 08Х13 (ЭИ496)
Твёрдость стали 08Х13 (ЭИ496)
| Состояние поставки, режим термообработки | HB |
|---|---|
| После закалки | 149-159 |
| ГОСТ 18907-73, ГОСТ 5949-75. Прокат г/к и кованый. Отжиг или отпуск | 116-179 |
Технологические свойства стали 08Х13 (ЭИ496)
| Обрабатываемость резаньем | В закаленном и отпущенном состоянии при НВ 149-159 и sВ мин + 1 мин на 1 мм наибольшей толщины стенки, охлаждение в масле; отпуск при 680-720 °С, выдержка - 30 мин + 1мин на 1 мм максимальной толщины стенки, охлаждение в масле. Сварные изделия из стали 08X13 следует подвергать отжигу при 780-850 °С в течение 1-2 ч, охлаждение со скоростью 20-40 °С/час до 650-700 °С далее на воздухе. Не допускается проводить отпуск изделий при 450 - 550 °С, так как это приводит к "475-градусной хрупкости". |
|---|---|
| Свариваемость | Ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, АрДС и КТС. Подогрев и термообработка применяются в зависимости от метода сварки, вида и назначения конструкции. |
| Склонность к отпускной хрупкости | Склонна при температурах 400-500 °C. |
| Температура ковки | Начала - 1220 °C, конца - 850 °C. Сечения до 300 мм охлаждаются в штабелях на воздухе. |
Физические свойства стали 08Х13 (ЭИ496)
| Температура испытания, °С | 0 | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Модуль нормальной упругости (Е, ГПа) | 217 | 217 | 212 | 206 | 198 | 189 | 180 | |||||
| Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа) | 85 | 80 | 80 | 77 | 73 | 68 | 62 | |||||
| Плотность (ρ, кг/м 3 ) | 7760 | 7760 | 7740 | 7710 | ||||||||
| Коэффициент теплопроводности (λ, Вт/(м · °С)) | 28 | 28 | 28 | 28 | 27 | 26 | 26 | 25 | 27 | |||
| Уд. электросопротивление (R, Ном · м) | 506 | 506 | 584 | 679 | 769 | 854 | 938 | 1021 | 1103 | |||
| Коэффициент линейного расширения (α, 10 -6 1/°С) | 10,5 | 11,1 | 11,4 | 11,8 | 12,1 | 12,3 | 12,5 | 12,5 | 12,8 | |||
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 462 | 462 |
Заказ в один клик
Металлопрокат из инструментальных, нержавеющих, жаропрочных, конструкционных, прецизионных, быстрорежущих и других сталей и сплавов
Сталь 40Х13 – хромистая нержавеющая
Классификация хромистых нержавеющих сталей
Сталь 08Х13
Сталь 12Х13
Сталь 20Х13
Сталь 30Х13. По своим свойствам и применению сталь 30Х13 аналогична стали 40Х13. Коррозионная стойкость стали 30Х13 несколько выше, чем у стали 40Х13, а прочностные характеристики — несколько ниже.
Применение стали 40Х13
Сталь 40Х13 применяют:
- как коррозионностойкий материал с высокой твердостью для:
— режущего, измерительного и хирургического инструментов;
— пружин, подшипников и других изделий, работающих на износ в слабоагрессивных средах;
— бытовых приборах и предметах домашнего обихода.; - как жаропрочный и жаростойкий материал при работе до 400-450 ° С для крепежных изделий, валов, упругих элементов, испытывающих воздействие слабоагрессивных сред, например, при переработке нефти.
Сталь 40Х13 не сваривается.
Химический состав стали 40Х13
Сталь 40Х13 входит в группу сталей типа Х13 вместе со сталями 08Х13, 12Х13, 20Х13 и 30Х13. Занимает свой интервал по содержанию углерода — от 0,36 до 0,45 %, количества остальных легирующих элементов и примесей — такие же, как и у других сталей типа Х13 (таблица 1).
Таблица 1 — Химический состав стали 40Х13 по ГОСТ 5632-72 Структурный класс стали 40Х13 по ГОСТ 5632-72
Структурный класс стали 40Х13 по ГОСТ 5632-72
Превращения и микроструктура стали 40Х13
- При нагреве сталь 40Х13 имеет полиморфное альфа-гамма превращение в интервале температур от 820 ° С (Ас1) до 880 (Ас3).
- При нагреве несколько выше температуры точки Ас3 структура стали состоит из аустенита и карбидов хрома типа Cr23C6. Полное растворение карбидов происходит при 950-1000 ° С.
- Сталь 40Х13 имеет наилучшую коррозионную стойкость после закалки с температуры, которая обеспечивает полное растворение карбидов.
- Сталь 40Х13 имеет достаточно высокую прокаливаемость: закалка деталей может производиться при охлаждении в масле или на воздухе.
- В стали 40Х13 перед перлитным превращением аустенита из него выделяются карбиды Cr23C6. После обеднения аустенита по углероду происходит перлитное превращение аустенита.
- Интервал мартенситного превращения в стали 40Х13 составляет 270-80 ° С. При закалке с температур 980-1000 ° С происходит практически полное превращение аустенита в мартенсит.
- Промежуточное (бейнитное) превращение в стали 40Х13 отсутствует.
- Отпуск закаленной стали 40Х13 приводит к распаду мартенсита на феррито-карбидную смесь. С повышением температуры отпуска твердость стали 40Х13 снижается. При отпуске в интервале 480-520 ° С происходит существенное снижение пластичности и ударной вязкости из-за развития процессов отпускной хрупкости.
- Сталь 40Х13 в зависимости от заданной твердости применяют или после низкотемпературного отпуска при 200-400 ° С, или после высокого отпуска при 600-650 ° С. Для промежуточных температур отпуска характерно снижение коррозионной стойкости.
Сортамент стали 40Х13
Из стали 40Х13 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;
- проволока по ГОСТ 18143-72.
Механические свойства стали 40Х13
- По ГОСТ 5582-75 сталь 40Х13 после смягчающей термической обработки в виде отжига или отпуска при 740-800 °С должна иметь предел прочности при растяжении не менее 560 МПа и относительное удлинение не менее 15 %.
- По ГОСТ 5949-75 твердость горячекатаной, кованой, калиброванной и шлифованной стали 40Х13 в отожженном или отпущенном состояниях должна составлять 229-143 НВ.
Механические свойства стали 40Х13 при повышенных температурах
Влияние повышения температуры на механические свойства стали 40Х13 после закалки с 1050 ° С и отпуска при 600 ° С показано в таблице 2.
Таблица 2 — Механические свойства стали 40Х13
при повышенных температурах Коррозионная стойкость стали 40Х13
Сталь 40Х13 обладает после закалки и низкого отпуска хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях (кроме морской атмосферы), слабых растворах азотной кислоты при умеренных температурах, речной и водопроводной воде.
Коррозионная стойкость стали 40Х13 существенно зависит от качества поверхности изделий. Рекомендуется применять шлифованную и полированную поверхность.
Специальные свойства стали 40Х13
При работе стали 40Х13 в водороде предельные допустимые параметры атмосферы составляют 600 ° С и 80 МПа.
Плотность стали 40Х13 — 7,68 г/см3.
Технологические параметры стали 40Х13
Сталь 40Х13 имеет хорошую технологичность при горячей пластической деформации. Температурный интервал горячей пластической деформации составляет от 1100 до 850 ° С. Сталь 40Х13 склонна к образованию при больших скоростях нагрева и охлаждения. Поэтому нагрев под прокатку и ковку проводят медленно до 830 ° С. После горячей деформации применяют медленное охлаждение.
Холодная пластическая деформация стали 40Х13 ограничена. В качестве смягчающей термической обработки после горячей или холоной пластической деформации применяют отжиг при 750-800 °С с последующим охлаждением с печью до 500 °С и далее на воздухе. Окончательной термической обработкой является закалка с 950-1000 °С с охлаждением в масле или на воздухе на заданную твердость и коррозионную стойкость.
Читайте также: