Электроды для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов.


Химический состав и аналоги стали 20Х23Н18

Свойства и сферы применения различных марок нержавейки зависят от соотношения легирующих элементов. Химический состав стали 20Х23Н18 в % согласно ГОСТ 5632-72:

  • железо (Fe) до 54;
  • хром (Cr) 22-25;
  • никель (Ni) 17-20;
  • марганец (Mn) до 2;
  • кремний (Si) до 1;
  • углерод (C) до 0,2;
  • фосфор (P) до 0,035;
  • сера (S) до 0,02.

Заменители: 20Х23Н13, 15Х25Т. Основными зарубежными аналогами являются марки AISI 310, AISI 310S и AISI 314 (США).

Состав продукции

Характеристики 20х23н18 металла обусловлено его составом. Высокую устойчивость к температурам дает железо и никель, которые входят в состав. Благодаря наличию определенного количества хрома в составе, удалось достичь высокой стойкости к коррозии, что и делает ее нержавеющей. Совсем небольшое, но все же есть содержание углерода в данной марке стали. Здесь очень важно отметить, что превышение показателя в 0,2% углерода в составе указывает уже на то, что металл некачественный. Помимо перечисленных веществ, которые дают определенные характеристики 20х23н18 металлу, есть также и такие, как фосфор, сера, марганец.

Такой состав приводит к тому, что удается получить не только жаропрочный материал, но и сталь, хорошо переносящую влагу. Никель в составе стали указывает на то, что материал обладает определенной пластичностью. Чтобы получить такие характеристики для 20х23н18 стали, она должна изготавливаться в дуговой печи. Для того чтобы в результате получить качественный материал данной марки, необходимо проводить сложный процесс производства с регулировкой температуры на каждом этапе.

Технический характеристики и преимущества

Сталь 20Х23Н18 обладает высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах, что обусловлено заметной долей хрома в ее составе — более 22%. Добавки никеля и марганца еще больше увеличивают данный параметр, а также определяют первичную кристаллическую структуру сплава в виде аустенита.

Для аустенитных сталей характерно отсутствие магнитных свойств, высокая пластичность и ударная вязкость. Также они не увеличивают твердость в результате термической обработке и применяются как жаропрочные при температуре до 600 °С.

Нержавеющая сталь 20Х23Н18 легко поддается обработке, но является ограниченно свариваемой. Подходящие способы сварки: ручная дуговая, аргонодуговая, автоматическая под флюсом, электрошлаковая и контактная. Удельный вес материала 7900 кг/м³, твердость HB 10-1=178 МПа, предел выносливости 255 МПа.

Общие сведения о материале

Если учитывать характеристики, то эта сталь может похвастаться такими преимуществами, как: технологичность материала, повышенная пластичность, высокий показатель жаропрочности. Что немаловажно — это то, что свариваемость этого металла достаточно высокая. Стоит также отметить, что сталь 20х23н18 относится к аустенитному классу металла. Основу для данного материала составляют такие два вещества, как никель и железо.

Листовая сталь изготавливается из сложнолегированного и аустенитного сплава. Он обязательно должен обладать высокой устойчивостью к любым агрессивным воздействиям окружающей среды. Атмосферная и почвенная влага также не должны оказывать существенного влияния на него. Сам по себе стальной жаропрочный лист марки 20х23н18 — это очень многофункциональный и удобный материал, который позволяет использовать его в самых разных условиях. Часто используется для того чтобы изготовить камеры сгорания, основное требование которых — это высокая устойчивость к температурам.

Область применения нержавейки 20Х23Н18

Коррозионностойкая сталь 20Х23Н18 широко используется в машиностроении, архитектуре, энергетике, пищевой и химической промышленности. Из нее производят:

  • Работающие и направляющие лопатки, поковки и бандажи, работающие при температурах 650-700 °С.
  • Печное оборудование, работающее при температурах 1000-1050 °С.
  • Элементы камер сгорания.
  • Средненагруженные детали и рекламные конструкции.
  • Трубопроводы и резервуары для химических реагентов, жидких, сыпучих и парообразных продуктов питания.

В отечественном народно хозяйстве искомый материал востребован наравне с такими известными марками как 12Х18Н10Т и 08Х13.

Сталь 20х23н18: характеристики, применение, виды

Дело в том, что в последнее время значительно вырос интерес к промышленной индустрии, а также достаточно чаще стали использовать методы высокотемпературной обработки стали.

Поэтому жаропрочная нержавеющая сталь 20х23н18, характеристики которой отлично подходят для этих целей, стала пользоваться популярностью.

Общие сведения о материале

Если учитывать характеристики, то эта сталь может похвастаться такими преимуществами, как: технологичность материала, повышенная пластичность, высокий показатель жаропрочности.

Что немаловажно — это то, что свариваемость этого металла достаточно высокая. Стоит также отметить, что сталь 20х23н18 относится к аустенитному классу металла.

Основу для данного материала составляют такие два вещества, как никель и железо.

Листовая сталь изготавливается из сложнолегированного и аустенитного сплава. Он обязательно должен обладать высокой устойчивостью к любым агрессивным воздействиям окружающей среды. Атмосферная и почвенная влага также не должны оказывать существенного влияния на него.

Сам по себе стальной жаропрочный лист марки 20х23н18 — это очень многофункциональный и удобный материал, который позволяет использовать его в самых разных условиях.

Часто используется для того чтобы изготовить камеры сгорания, основное требование которых — это высокая устойчивость к температурам.

Классификация стали

Чаще всего жаропрочные стали используются для того, чтобы изготавливать детали, которые получить каким-либо другим путем просто невозможно. Одной из таких деталей стала лопатка для газотурбинных двигателей. Чаще всего ст 20х23н18, характеристики которой позволяют ей хорошо противостоять высоким температурам, подходит как нельзя лучше. Из нее же изготавливают и другие важные детали.

Операции для обработки стали

В промышленной сфере на сегодняшний день используются несколько операций, при помощи которых производят элементы для газотурбинных двигателей. В число таких входит ковка, шлифовка, механическая обработка, полировка и прецизионное литье. Для того чтобы пройти все эти стадии обработки, необходимо использовать достаточно качественную сталь.

Читать также: Деревянные клинья для топора

Можно использовать большое количество разных материалов, однако характеристики стали 20х23н18 указывают на то, что использовать ее выгоднее всего, так как она наиболее приспособлена для работы. Также ее можно использовать практически в любых климатических условиях. Благодаря всем этим качествам она стала наиболее распространенной в этой сфере.

Данная сталь очень устойчива к влиянию высоким температур, а также хорошо переживает резкие перепады этого показателя. Чаще всего она применяется на заводах по машиностроению. Изготавливается по определенным государственным стандартам, а потому ее качество гарантировано.

Состав продукции

Характеристики 20х23н18 металла обусловлено его составом. Высокую устойчивость к температурам дает железо и никель, которые входят в состав. Благодаря наличию определенного количества хрома в составе, удалось достичь высокой стойкости к коррозии, что и делает ее нержавеющей.

Совсем небольшое, но все же есть содержание углерода в данной марке стали. Здесь очень важно отметить, что превышение показателя в 0,2% углерода в составе указывает уже на то, что металл некачественный.

Помимо перечисленных веществ, которые дают определенные характеристики 20х23н18 металлу, есть также и такие, как фосфор, сера, марганец.

Такой состав приводит к тому, что удается получить не только жаропрочный материал, но и сталь, хорошо переносящую влагу. Никель в составе стали указывает на то, что материал обладает определенной пластичностью.

Чтобы получить такие характеристики для 20х23н18 стали, она должна изготавливаться в дуговой печи.

Для того чтобы в результате получить качественный материал данной марки, необходимо проводить сложный процесс производства с регулировкой температуры на каждом этапе.

Производство стали

Производство данного продукта достаточно сложное. Начальный этап должен протекать при температуре 1180 °С. Чем ближе к завершению подходит процесс, тем меньше должна быть и температура. Уменьшается она до тех пор, пока не достигнет предела в 900 °С.

При таком показателе операция и завершается. На этом процесс деформации заканчивается и можно переходить к следующему этапу. Есть несколько способов провести термическую обработку материала. Первый метод — это нагрев до температуры 1100-1150 °С.

Сталь закаляется, после чего проходит процесс охлаждения в воде, в масле или на воздухе.

При втором способе нагрев металла осуществляется до температуры в 1160 °С и увеличивается до 1180 °С. После также нужно охлаждать материал в воде. Для этого потребуется уже не менее четырех или пяти часов.

Использование стали

Применение стали 20х23н18 с характеристиками высокой устойчивости к температуре, коррозии и прочим негативным влияниям окружающей среды определило направленность использования материала. Использовать эту сталь можно практически в любой отрасли промышленности.

Она применяется для изготовления авиационных деталей. Успешно используется при сборке печного оборудования. Сталь достаточно хорошо может выдерживать воздействие радиации, что и обусловило ее применение в тех местах, где имеется повышенный показатель этой характеристики.

Читать также: Как крепится токарный патрон

Например, на атомных станциях, ведь она высокопрочная и обладает огромными преимуществами.

Сортамент металлопроката

Нержавеющая сталь 20Х23Н18 может поставляться в виде следующих полуфабрикатов:

  • сортовой и фасонный прокат (ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006);
  • калиброванный пруток (ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75);
  • шлифованный пруток и серебрянка (ГОСТ 14955-77);
  • толстые листы (ГОСТ 7350-77, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-90);
  • ленты (ГОСТ 4986-79);
  • полосы (ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-2006);
  • поковки и кованные заготовки (ГОСТ 1133-71).

Сталь 20Х23Н18 жаростойкая, жаропрочная, нержавеющая

Заменители

  • Сталь 20Х23Н13,
  • Сталь 15Х25Т.

Иностранные аналоги

Великобритания (B.S.)310S16
США (UNS)S31400 (310S)
Швеция (SS)2361
Япония (JIS)SUS 310S

Расшифровка

Согласно ГОСТ 5632-2014 наименование марок стали состоит из цифр и буквенного обозначения химических элементов:

  • Цифра 20 перед буквенным обозначением указывает максимальную массовую долю углерода в стали в сотых долях процента, т.е. максимальное содержание углерода в стали может достигать 0,20%.
  • Буква Х указывает, что сталь легирована хромом, цифра 23 после буквы указывает, что среднее содержание хрома в стали до 23%.
  • Буква Н указывает, что сталь легирована никелем, цифра 18 после буквы указывает, что среднее содержание никеля в стали до 18%.

Вид поставки

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
  • Лист толстый ГОСТ 7350-77, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-90.
  • Лента ГОСТ 4986-79.
  • Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Характеристики и применение

Сталь 20Х23Н18 (Условное обозначение ЭИ417) жаростойкая и жаропрочная аустенитного класса. Данную сталь выплавляют в открытых электропечах. Рекомендуемая максимальная температура применения в течение длительного времени (до 10000 ч), 1000 °C. Температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде, 1050 °C. В интервале 600-800 °C склонны к охрупчиванию из-за образования σ-фазы.

  • поковки,
  • бандажи для работы при 650-700 °С,
  • детали камер сгорания,
  • муфели,
  • экраны,
  • детали горелочных устройств с рабочей температурой до 1050 °,
  • хомуты,
  • подвески и другие детали крепления котлов, муфелей для работы при температуре до 1100 °С,
  • Трубы и детали установок для конверсии метана, пиролиза,
  • листовые детали,
  • бесшовные трубы.

Химический состав, % (ГОСТ 5632-72)

CSiMnCrNiTiSPCu
не болеене более0,201,02,022,0-25,017,0-20,00,20,020,0350,30

Химический состав, % (ГОСТ 5632-2014)

Марка сталиМассовая доля элементов, %
C, углеродSi, кремнийMn, магнийCr, хромNi, никельTi, титанAl, алюминийW, вольфрамMo, молибденNb, ниобийV, ванадийFe, железоS, сераP, фосфорПрочиеНе более20Х23Н18Не более 0,20Не более 1,00Не более 2,0022,00-25,0017,00-20,00Осн.0,0250,035

ПРИМЕЧАНИЕ. Знак «-» означает, что массовая доля данного элемента не нормируется и не контролируется. В сталях, не легированных титаном, допускается массовая доля титана в соответствии с 6.3 ГОСТ 5632-2014.

Рекомендуемый режим термической обработки стали [1]

Закалка с 1050-1150 °C на воздухе или в воде.

Механические свойства

ГОСТСостояние поставкиСечение, ммσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ, %
не менееГОСТ 5949-75Пруток. Закалка с 110-1150 °С на воздухе или в воде601964903550ГОСТ 7350-77Лист горячекатаный или холоднокатаный. Закалка с 1030-1130 °С в воде (образцы поперечные)Св. 426453935ГОСТ 4986-79Лента холоднокатаная. Закалка с 1050-1080 °С в воде или на воздухеДо 0,2 0,2-2,0— —580 580(19) (38)— —

Механические свойства прутков сечением 38-55 мм в зависимости от тепловой выдержки и температуры испытания

ТермообработкаТепловая выдержкаtисп, °Сσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/см2
t, °Сτ, чЗакалка с 1180 °С в воде; старение при 800°С, 4 ч6501000020 650330 205590-630 240-39012-18 11-1528 16-2164-69 1277001000020 650320 195510-550 285-3305-6 4-58-10 5-815 49800200020 500 650 800295 195 175 145640 460 390 18526-35 22 14-19 6-829-42 33-43 23-24 12-1659 — 137-167 —800400020 500 650 800315 195 185 135590-630 470 350 18517-32 18-25 8-12 7-1020-39 29-35 15-17 13-1834 54-59 78-98 —8001000020 650275 175580-620 340-37014-28 5-1020-39 2034 73-80

Механические свойства при испытании на длительную прочность

tисп, °СПредел ползучести, МПаСкорость ползучести, %/чtисп, °СПредел длительной прочности, МПаτ, ч
650531/10000065011310000700341/1000007005910000800121/1000006507810000070034100000

Механические свойства при повышенных температурах

tисп, °Сσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/см2
Пруток диаметром 38-55 мм. Закалка c 1180 °С в воде; старение при 800 °С, 4 ч20295-320600-66029-3547-54137-186300235520-54025-2845-49147-16640022554024-3239-45147-166500210520-54025-3141-451716001954402446176700185-195315-33019-2435171800165185-20519-2734176Образец диаметром 10 мм и длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин; скорость деформации 0,007 1/с80021525524679001351353777100064714977110039445170120022272731

Предел выносливости

σ-1, МПаХарактеристики прочности
255σ0,2 = 590 МПа245σ0,2 = 290 МПа, σв = 570 МПа; твердость HB 140-200; закалка с 1100 °С в воде или на воздухе

Технологические свойства

Температура ковки, °Сначала 1220, конца 900. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Обрабатываемость резаниемKv тв.спл. = 0,4 в нормализованном и отпущенном состоянии при НВ 178 и σв = 610 МПа.

Характеристики свариваемости стали 20Х23Н18, и технологические требования к ней [2]

Структурный классМарки сталиХарактеристика свариваемостиТехнологические требования
Аустенитный20Х23Н18Склонны к образованию горячих трещинОграничение погонной энергии

Электроды для ручной дуговой сварки стали 20Х23Н18 [2]

Сочетание свариваемых сталей различных групп в сварном соединении (А + Б)ЭлектродыДопускаемая температура эксплуатации, условия сварки
АБСтандартТипМаркаСт.3, 16ГС, 15Г2СФ20Х23Н18ГОСТ 10052Э-11Х15Н25М6АГ2ЭА-395/9От минус 40 до 450°С
12ХМ, 10Х2М1, 15Х5МТУ 14-168-2310Х25Н25М3Г2АНЖР-3УПодогрев 200-300°С, температура эксплуатации от 0 до 525°С
08X13ГОСТ 10052Э-10Х25Н13Г2, Э-10Х25Н13Г2БОЗЛ-6, ЦЛ-9Подогрев до 150-200°C. При наличии требований к МКК до 350°C (только Э-10Х25Н13Г2Б)
08Х18Н10Т, 10X17H13M3T, 20Х23Ш8ГОСТ 10052Э-08Х20Н9Г2Б, Э-08Х19Н10Г2Б, Э-09Х19Н10Г2М2БЦЛ-11, ЦТ-15, НЖ-13При наличии требований к МКК до 350°С, выше — после стабилизирующего отжига

ПРИМЕЧАНИЕ:

  1. Температурные условия применения сварных соединений дополнительно ограничиваются условиями применения свариваемых материалов.
  2. При отсутствии требований к МКК, условия применения сварных соединений определяются условиями применения свариваемых материалов.
  3. При сварке более легированных сплавов с менее легированными сплавами и сталями рекомендуется применять сварочные материалы, предназначенные для сварки более легированных сплавов.
  4. После «термического отдыха» (350-400°С, выдержка 3 ч) время до термообработки не ограничивается.

Сварочные материалы для автоматической сварки под флюсом стали 20Х23Н18 [2]

Сочетание свариваемых сталей различных групп в сварном соединении (А + Б)ЭлектродыФлюсДопускаемая температура эксплуатации, условия сварки
АБСтандартМаркаМарка
Ст.3, 16ГС, 15Г2СФ20Х23Н18ГОСТ 2246Св-10Х16Н25АМ6АН-26С, АН-18От минус 40 до 450°С
12ХМ, 10Х2М1, 15Х5МТУ 14-1-4968Св-08Х25Н40М7АН-18От 0 до 550°С
20Х23Н18ХН28МДТГОСТ 2246Св-10Х16Н25АМ6АН-26С, АН-18От минус 60 до 350°С
ХН78ТТУ 14-1-4968Св-08Х25Н25М3
ГОСТ 2246Св-01Х23Н28М3Д3ТАН-18

ПРИМЕЧАНИЕ:

  1. Температурные условия применения сварных соединений дополнительно ограничиваются условиями применения свариваемых материалов.
  2. При отсутствии требований к МКК, условия применения сварных соединений определяются условиями применения свариваемых материалов.
  3. Сварочный флюс поставляется по ГОСТ Р 52222.
  4. При сварке более легированных сплавов с менее легированными сплавами и сталями рекомендуется применять сварочные материалы, предназначенные для сварки более легированных сплавов.
  5. После «термического отдыха» (350-400°С, выдержка 3 ч) время до термообработки не ограничивается.

Сварочные материалы для сварки в защитных газах стали 20Х23Н18 [2]

Сочетание свариваемых сталей различных групп в сварном соединении (А + Б)Сварочная проволокаЗащитная средаДопускаемая температура эксплуатации, условия сварки
АБСтандартМарка
Ст.3, 16ГС, 15Г2СФ20Х23Н18ГОСТ 2246Св-10Х16Н25АМ6CO2, ArОт минус 40 до 450°С
12ХМ, 10Х2М1, 15Х5МГОСТ 2246Св-10Х16Н25 АМ6CO2, ArПодогрев до 200-300°С, температура эксплуатации от 0 до 525°С
20Х23Н18ХН28МДТГОСТ 2246Св-10Х16Н25АМ6ArОт минус 60 до 350°С, при наличии требований к МКК
ХН78ТТУ 14-1-4968Св-08Х25Н25М3
ГОСТ 2246Св-01Х23Н28М3Д3Т

ПРИМЕЧАНИЕ:

  1. Температурные условия применения сварных соединений дополнительно ограничиваются условиями применения свариваемых материалов.
  2. При отсутствии требований к МКК, условия применения сварных соединений определяются условиями применения свариваемых материалов.
  3. При сварке более легированных сплавов с менее легированными сплавами и сталями рекомендуется применять сварочные материалы, предназначенные для сварки более легированных сплавов.
  4. После «термического отдыха» (350-400°С, выдержка 3 ч) время до термообработки не ограничивается.

Коррозионная стойкость

Средаt, °СГлубина коррозии, мм/год
40%-ная H2SO4200,1-1,0Концентрированная H2SO4200,1

Жаростойкость

Средаt, °Сτ, чГлубина, мм/годГруппа стойкости или балл
Воздух65045000,0027275015000,0138000,0444

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1

Марка сталиα*106, К-1 при температуре испытаний, °С20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-100020Х23Н1814,915,716,617,317,517,917,9

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Марка Сталиλ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С2010020030040050060070080090020Х23Н1814161922

Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)

Марка сталиc, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-100020Х23Н18538

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

Марка СталиПри температуре испытаний, °С2010020030040050060070080090020Х23Н181000

Модуль нормальной упругости Е, ГПа

Марка СталиПри температуре испытаний, °С2010020030040050060070080090020Х23Н18200182176170160150141

Плотность ρп кг/см3

Марка СталиПри температуре испытаний, °С2010020030040050060070080090020Х23Н18790077607720767076207540

Библиографический список

  1. Шлямнев А.П. Коррозионностойкие, жаростойкие и высокопрочные стали и сплавы 2000 г.
  2. СТО 00220368-011-2007

Узнать еще

Сталь 20Х — конструкционная легированная…

Сталь 9ХВГ инструментальная легированная…

Сталь 45Х конструкционная легированная…

Сталь 40X2H2MA конструкционная легированная…

Наше предложение

Компания InoxAisa продает оптом и в розницу горячекатаные листы AISI 310S (20Х23Н18) с матовой поверхностью толщиной от 1 до 6 мм. Варианты раскроя: 1250х2500, 1250х6000, 1500х3000 и 1500х6000 мм. Средняя цена продукции составляет 3 050 тенге/кг.

Заказать листовой прокат 20Х23Н18 можно в нашем интернет-магазине или посетив офис компании InoxAsia в Алматы. Адрес, схема проезда, время работы офиса и склада представлены в разделе «Контакты». Стоимость и наличие товаров уточняйте по телефону или электронной почте Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. Для оптовых покупателей предусмотрена гибкая система скидок.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]