Конструкционные стальные листы 20ХМ в Минске

Конструкционные стальные листы 20ХМ: характеристики, сортамент и применение

Конструкционные стальные листы 20ХМ — это горячекатаный или холоднокатаный прокат из низколегированной хромомолибденовой стали марки 20ХМ (класс теплостойких конструкционных сталей). Химический состав регламентируется ГОСТ 4543-2016: углерод — 0,15–0,25 %, хром — 0,80–1,10 %, молибден — 0,15–0,25 %, кремний — 0,17–0,37 %, марганец — 0,40–0,70 %. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает устойчивость к ползучести при 450–560 C и стабильность механических свойств после длительной эксплуатации под нагрузкой.

Листовой прокат из стали 20ХМ поставляется в термообработанном состоянии (нормализация + высокий отпуск) или без термообработки — по согласованию с потребителем. Толщина листов — от 4 до 60 мм, ширина — 1500–2500 мм, длина — 6000–12000 мм. Для ответственных деталей применяется прокат с гарантированными механическими свойствами в направлении толщины (Z-свойства) и с нормированным содержанием серы и фосфора — не более 0,020 % каждого.

Механические свойства стали 20ХМ в листовом прокате

Технологические особенности листов 20ХМ

Сталь 20ХМ обладает ограниченной свариваемостью: углеродный эквивалент Cэкв — 0,45–0,55 %, что требует предварительного подогрева до 150–200 C при сварке листов толщиной свыше 12 мм и последующей термообработки сварных соединений. Рекомендуемые сварочные материалы — электроды типа Э-09Х1М, проволока Св-08ХМ. Обрабатываемость резанием в нормализованном состоянии — удовлетворительная; после закалки и отпуска твёрдость достигает 220–250 HB, что требует применения твердосплавного инструмента.

Листы 20ХМ поставляются по ГОСТ 19903-2015 (сортамент) и ГОСТ 19281-2014 (технические требования для проката повышенной прочности) либо по ТУ производителя. Возможна поставка с приёмкой по категориям прочности КП-345, КП-390. Для сосудов и аппаратов, работающих под давлением, применяется лист по ГОСТ 5520-2017 с ограничением по содержанию углерода и нормированием свойств при повышенных температурах.

Области применения

• Элементы котельных агрегатов: барабаны, коллекторы, трубные доски, работающие при 450–530 C и давлении до 10 МПа.
• Корпуса теплообменного оборудования нефтеперерабатывающих установок (атмосферно-вакуумные колонны, реакторы гидроочистки).
• Детали паровых турбин: диафрагмы, обоймы, крепёжные элементы, эксплуатируемые в зоне высоких температур.
• Металлоконструкции металлургических кранов и рольгангов, испытывающие циклические тепловые нагрузки.
• Заготовки для фланцев, обечаек и днищ сосудов, работающих под давлением в химической промышленности.
• Оснастка для горячей штамповки и прессования (подкладные плиты, матрицедержатели).

Термообработка и структура

Оптимальный режим термической обработки листов 20ХМ: нормализация при 900–930 C с охлаждением на воздухе, высокий отпуск при 650–700 C. Структура после такой обработки — сорбит отпуска или бейнит, обеспечивающая сочетание прочности и пластичности. При закалке в масле с 880–900 C и отпуске при 600–650 C достигается предел текучести до 590 МПа, однако пластичность снижается. Длительная эксплуатация при 500–560 C вызывает сфероидизацию перлита и постепенное снижение твёрдости, что учитывается при назначении ресурса оборудования.

Вопросы и ответы