Арматура стальная 23Х2Г2Ц в Минске


Арматура стальная 23Х2Г2Ц: жаропрочный прокат для армирования тепловых агрегатов

Арматура стальная 23Х2Г2Ц — сортовой прокат из жаропрочной хромистой стали мартенситного класса, легированной марганцем и цирконием. Марка 23Х2Г2Ц содержит около 0,23 % углерода, 2 % хрома, 2 % марганца и микродобавку циркония, который связывает азот и повышает стойкость металла к ползучести при длительной работе под нагрузкой. В отличие от рядовой арматуры А500С, данный прокат не применяется в обычных железобетонных конструкциях: его назначение — армирование элементов, работающих при температуре до 600–650 C.

Сортамент и геометрические параметры

Прокат поставляется в виде горячекатаных стержней периодического профиля и гладких прутков. Профиль может быть выполнен по ГОСТ 5781 либо по согласованному чертежу с винтовым или серповидным рифлением. Типовые позиции сортамента:

  • диаметр 10–18 мм — хомуты и поперечное армирование футеровочных каркасов;
  • диаметр 20–32 мм — рабочие стержни сводов и подовых балок;
  • диаметр 36–40 мм — несущие анкерные стержни массивных элементов;
  • мерная длина 3–6 м с допуском 50 мм;
  • кривизна стержня — не более 0,6 % длины для диаметров свыше 20 мм.

Предельные отклонения по диаметру соответствуют требованиям к прокату повышенной точности. Овальность поперечного сечения не превышает половины поля допуска на диаметр.

Химический состав и механические свойства

Цирконий вводится в количестве 0,05–0,15 % и выполняет функцию модификатора: он измельчает зерно и тормозит рост карбидной сетки по границам. Марганец расширяет область устойчивого аустенита при нагреве, что важно для термообработки. Хром обеспечивает жаростойкость за счёт формирования плотной оксидной плёнки.

ПоказательЗначениеУсловие определенияЕдиницаМетод контроля
Предел текучести 59020 CМПаГОСТ 1497
Временное сопротивление 78520 CМПаГОСТ 1497
Относительное удлинение 1220 C%ГОСТ 1497
Предел ползучести 90600 C, 10 чМПаГОСТ 3248
Ударная вязкость 3920 CДж/смГОСТ 9454

Термообработка стержней — закалка от 1000–1050 C с охлаждением в масле или на воздухе и высокий отпуск при 680–720 C. После отпуска структура представляет собой сорбит с равномерно распределёнными карбидами. Твёрдость по Бринеллю составляет 240–285 HB.

Эксплуатационные характеристики при нагреве

Главное отличие арматуры 23Х2Г2Ц от углеродистой — сохранение прочностных характеристик в зоне температур 500–650 C. При этих условиях стержни не теряют геометрической стабильности и не образуют окалину интенсивнее 0,5 г/(мч). Длительная работа при 600 C в течение 10 000 ч даёт остаточную деформацию не более 1 %.

Материал склонен к отпускной хрупкости второго рода, поэтому после высокого отпуска рекомендуется ускоренное охлаждение. Свариваемость ограниченная: ручная дуговая сварка требует предварительного подогрева до 250–300 C и последующей термообработки шва.

Области применения

Прокат востребован там, где армирующий элемент контактирует с нагретой средой или воспринимает термические циклы:

  • каркасы сводов и стенок нагревательных печей прокатных станов;
  • армирование футеровки коксовых батарей и обжиговых машин;
  • анкерные связи в тепловых агрегатах цементной промышленности;
  • элементы крепления горелочных устройств и рекуператоров;
  • армирование жаростойких бетонов в металлургических ковшах;
  • детали подвесок в печах отжига и нормализации.

В энергетике стержни применяют для армирования обмуровки котлоагрегатов и газоходов. В нефтехимии — в конструкциях реакторов с температурой стенки до 600 C.

Приёмка и маркировка

Партия сопровождается сертификатом качества с указанием плавки, химического анализа, результатов механических испытаний и режима термообработки. Каждый пучок маркируется биркой с номером партии и диаметром. Входной контроль включает проверку геометрии, отбор проб на растяжение и, при необходимости, металлографический анализ на наличие карбидной сетки.

Вопросы и ответы

Чем арматура 23Х2Г2Ц отличается от 20Х23Н18?

Марка 23Х2Г2Ц — мартенситного класса с меньшим содержанием хрома и никеля, рассчитана на температуру до 650 C при высокой прочности. 20Х23Н18 — аустенитная сталь с превосходной жаростойкостью до 1000 C, но меньшим пределом текучести при 20 C.

Допускается ли сварка стержней 23Х2Г2Ц на монтаже?

Сварка возможна с предварительным подогревом до 250–300 C, применением электродов типа ЭА-395/9 и последующей термообработкой соединения. Без подогрева образуются холодные трещины в зоне термического влияния.

Какой ресурс работы при 600 C?

При напряжении до 90 МПа ресурс составляет не менее 100 000 ч с деформацией ползучести в пределах 1 %. Превышение напряжения сокращает ресурс пропорционально росту скорости ползучести.

Можно ли использовать прокат для обычных железобетонных конструкций?

Технически возможно, но экономически нецелесообразно: стоимость легированной стали существенно выше, а прочностные преимущества при нормальной температуре не реализуются. Для стандартных конструкций применяют А500С или А600.