Сталь 10х23н18 характеристики применение

Обновлено: 24.04.2024

Сталь 20Х23Н18 применяется : для изготовления поковок, бандажей для работы при 650-700 °С; деталей камер сгорания, хомутов, подвесок и других деталей крепления котлов, муфелей для работы при температуре до +1100 °С; бесшовных труб; труб и деталей установок конверсии метана и пиролиза; различных жаростойких деталей авиастроения; для ремонта сварных соединений оборудования, работающего в радиоактивных средах; колец цельнокатаных различного назначения. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации в течение длительного времени +1000 °C. Температура интенсивного окалинообразования в воздушной среде +1050 °C. В интервале температур 600-800 °C склонна к охрупчиванию из-за образования σ-фазы.

НТД C S P Mn Cr W V Ti Si Ni Mo Cu
ТУ 14-1-2186-77 ≤0,18 ≤0,020 ≤0,035 ≤2,00 22,00-25,00 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,20 ≤1,00 17,00-20,00 ≤0,30 ≤0,30
ГОСТ 5632-72 ≤0,20 ≤0,020 ≤0,035 ≤2,00 22,00-25,00 ≤0,20 ≤0,20 ≤0,20 ≤1,00 17,00-20,00 ≤0,30 ≤0,30
Механические свойства при 20°С
Состояние поставкиСечение

Лента холоднокатаная 0,05-2,00 мм по ГОСТ 4986-79. Закалка в воду или на воздухе с 1050-1080 °C (образцы)

Листовой горячекатаный (1,5-3,9 мм) и холоднокатаный (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Закалка в воду или на воздухе с 1080-1150 °C

Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Закалка в воду от 1030-1130 °C

Сортовой прокат горячекатаный и кованый по ГОСТ 5949-75. Закалка на воздухе или в воду с 1100-1150 °C

Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в воду или на воздухе с 1100-1150 °C

Трубы холоднодеформированные после аустенизации в состоянии поставки

Трубы. Закалка на воздухе или в воду с 1100-1150 °C

Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка в воду или на воздухе с 1100-1150 °C

Сталь 10Х23Н18


Характеристики марки стали 10Х23Н18

Стандарт ГОСТ 5582-75 – Прокат тонколистовой коррозионностойкий, жаростойкий и жаропрочный. Технические условия
Применение Сортовой прокат, листы, прутки, ленты, полосы, трубы, поковки и кованые заготовки
Классификация Сталь жаропрочная высоколегированная

Маркировка стали 10Х23Н18

Расшифровка: 10 – количество углерода (0,1 %), «Х23» – наличие хрома (22–25%), «Н18» – никель в количестве (17–20%).

Химический состав в % стали 10Х23Н18

C Si Mn P S Cr Mo Ni V Ti Cu W Fe
22,0-25,0 17,0-20,0 Остальное

Особенностью химического состава стали 10Х23Н18 является увеличенное процентное содержание в сплаве хрома – 22–25%, и никеля – 17–20%. А также небольшое количество углерода – 0,1%.

Влияние химсостава на свойства стали 10Х23Н18

Основными легирующими добавками, формирующими характеристики 10Х23Н18, являются хром и никель. Наличие в сплаве хрома создает высокую сопротивляемость изделий из стали окислению. А его процентное содержание в 22–25% значительно увеличивает жаростойкость стали.

Механические свойства материала 10Х23Н18

Прокат
Размер Временное сопротивление разрыву, σв, МПа
Предел кратковременной прочности, ST, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Относительное сужение, ψ, %
Пруток Ж60 490 196 35 50

Термообработка Предел текучести, σ0,2, МПа
Временное сопротивление разрыву, σв, МПа
Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Относительное сужение, ψ, %
Лист. Закалка при 1100-1150 °С, воздух, масло или вода
175 490 40 50

Так как изделия из стали 10Х23Н18 предназначены для эксплуатации в условиях повышенной сложности и при требованиях к жаростойкости и жаропрочности, их подвергают закалке в воде или на воздухе при темпера турах 1100–1150°С. Деформирование проводят с целью обеспечения пластичности.

Свариваемость стали 10Х23Н18 не имеет особых ограничений. Можно использовать автоматическую и ручную дуговую сварку под флюсом или с помощью электродов, комбинированные способы, диффузная сварка.

Такие конструкции и изделия из 10Х23Н18, как камеры сгорания или лопатки газотурбинных двигателей, в процессе производства подвергаются дополнительной обработке – штамповке, прессовке, гибке, ковке, обработке шлифованием и пр.

Физические свойства

Технологические свойства

Удельный вес 7950 кг/м 3
Термообработка Закалка при 1100 - 1150 °С, вода
Твердость материала HB 10 -1 = 179 МПа
Склонность к отпускной хрупкости Склонна

Эксплуатационные характеристики

Температура применения, °С < 1000
Склонность к окалинообразованию, °С 1050

Особенности и характеристик стали 10Х23Н18

За счет того, что в сплаве 10Х23Н18 – стали аутенитного типа, повышено содержание хрома, сплав приобретает жаропрочность и высокую сопротивляемость коррозии. Особенно это свойство проявляется в агрессивных средах. Кроме того, 10Х23Н18 характеризуется отличной стойкостью к окислению при высоких температурах.

Сталь 10Х23Н18 используют не только как жаростойкую, а и как жаропрочную, поскольку тщательно сбалансированный химический состав придает ей специальные свойства.

Максимальная температура эксплуатации стали в течение длительного времени, без потери изначальных свойств – +1000˚С. Окалинообразование на воздухе начинается при температуре +1050˚С.

10Х23Н18 используется не только как жаростойкая, но и как жаропрочная. Поскольку сталь склонна к отпускной хрупкости, то рекомендуют при отпуске не превышать этот температурный порог – 600–800°C.

Для жаропрочной стали свойственна устойчивость к механическим нагрузкам в условиях высоких температур. Причем как к статическим, так и динамическим, к изгибу, к растяжению, скручиванию и пр.

Из основных свойств стали 10Х23Н18 присущи – длительная пластичность, релаксационная стойкость, предел выносливости, термостойкость и пр.

Изделия из стали 10Х23Н18 могут эксплуатироваться в течение длительного времени без ущерба для своих характеристик при высоких температурах, в условиях сложнонапряженного состояния, они отличаются также высоким сопротивлением к коррозии в газовых средах.

Применение стали 10Х23Н18 с учетом характеристик и свойств

Сталь 10Х23Н18 незаменима для изготовления деталей, узлов механизмов и оборудования, работающих в условиях высоких температурах (камеры сгорания, отводные трубы газовых турбин и моторов, выхлопные трубы, агрегаты для конверсии метана). Используют 10Х23Н18 при сооружении газо-, паропроводов высокого давления, для изготовления элементов нагревательных приборов.

Сталь 95Х18 коррозионно-стойкая мартенситного класса

Закалка с 1010-1070 °C в масле или на воздухе и последующий низкий отпуск при 150-370 °C.

При контроле закаливаемости рекомендуется температура закалки 1050°C и 150-200 °C для стали 95X18. Для полного смягчения стали (~220 HB) рекомендуется отжиг при 880-920 °C с замедленным охлаждением (скорость охлаждения 25 °C/ч), для улучшения обрабатываемости при точении рекомендуется отжиг при 730-760 °C. Следует избегать отпуска при 450-600 °C, а также нагрева при закалке выше 1065 °C, вызывающего рост зерна, так как в обоих случаях наблюдается снижение ударной вязкости. [1]

Влияние температуры закалки на свойства стали 95X18

tзак, °C Остаточный
аустенит γ, %		 Твердость
HRC		 Диаметр
аустенитного
зерна, мкм		 Содержание
хрома в
твердом
растворе, %
900 >1 47 18 9,5
1000 — 55 16 —
1050 17 58 40 11,0
1100 32 55 — 12,2
1150 76 40 35 —
1200 — 33 42 —
1250 93 26 63 16,4

Влияние продолжительности отпуска при 200 °C на твердость сортовой стали 95X18 после закалки с 1040-1060 °C [6]

Продолжительность отпуска, ч Твердость HRC
0 57,5
1 55,5
1,5 55
2 54
3 53

Влияние температуры отпуска на свойства стали 95X18 (закалка с 1040 °C) [1]

tзак, °C Остаточный
аустенит γ, %		 Твердость
HRC
140 15 56
300 12 51

Механические свойства прутков стали 95X18 после различных режимов отжига и закалки [1]

Режим
термической
обработки		 Твердость HB σв, Н/мм 2 σ0.2, Н/мм 2 δ5 % ψ, %
Закалка с
1010-1065 °C в масле,
охлаждение на воздухе		 60-62 HRC — — — —
Закалка и отпуск
при 150-379 °C		 55-60 HRC — — — —
Неполный отжиг
при 730-790 °C,
2-6 ч		 22-27 HRC ≥880 ≥770 ≥12 —
Полный отжиг
при 885-920 °C,
1-2 ч		 215-240 ≥770 ≥420 ≥12 ≥30

Механические свойства

Состояние поставки σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/см 2 Твердость HRCэ
не менее
Закалка с 1000-1050 °C
в масле; отпуск при
200-300 °C,
охл. на воздухе или в масле		 — — — — — Св. 56
Пруток. Полный отжиг
при 885-920 °C, 1-2 ч		 420 770 15 30 — —
Пруток. Неполный отжиг
при 730-790 °C, 2-6 ч		 770 880 12 25 — 24-29
Подогрев 850-860 °C;
закалка с 1000-1070 °C
в масле или на воздухе;
обработка холодом при 70-80 °C;
отпуск при 150-160 °C,
охл. на воздухе		 — 1980-2300 — — 63 Св. 5

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [3]

Механические свойства при повышенных температурах [3]

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1050 °C в масле; обработка холодом при -70 °C; отпуск при 400 °C.

Предел выносливости [5]

Термообработка σ-1, МПа
Закалка с 1050 °C в масле;
отпуск при 150 °C;
твердость HRCэ 61		 960

Механические свойства по ТУ [5]

Вид
полуфабриката		 ТУ Состояние
полуфабриката
или контрольных
образцов		 НВ
dотпмм
не менее
Прутки
горячекатаные		 ТУ 14-1-377-72 Отпущенные
или
отожженные		 3,7

Механические свойства при комнатной температуре [5]

Вид полуфабриката Состояние σ0,2 σв δ ψ HRC
кгс/мм 2 %
Прутки Термически
обработанные
по режиму:
закалка с
1010-11б5 °C
в масле или
на воздухе		 — — — — 60-62
Термически
обработанные
по режиму:
закалка с
1010-1065 °C
и отпуск при
150-370 °C		 190 200 2 10 55-60

ПРИМЕЧАНИЕ. После отпуска в интервале температур 450-600 °C сталь обладает наименьшим сопротивлением удару. Нагрев под закалку выше 1060°C вызывает рост зерна и снижает вязкость стали.

Жаростойкость [5]

Сталь устойчива против окисления в воздушной среде при температурах до 800°C.

Коэффициент термического линейного расширения [5]

Температура °C αx10 6 1/град
20-100 11,8
20-200 12,3
20-300 12,7
20-400 13,1
20-500 13,4
Температура °C αx10 6 1/град *
100-200 12,8
200-300 13,6
300-400 14,4
400-500 14,6

* После термической обработки по режиму: закалка с 1050°C (выдержка 45 мин) в масле, отпуск при 425°C (выдержка 1 час), охлаждение на воздухе.

Читайте также: