Квадрат из конструкционной стали 02Н18К9М5Т-ЭЛ в Минске


Квадрат из конструкционной стали 02Н18К9М5Т-ЭЛ: характеристики и применение

Квадрат из конструкционной стали марки 02Н18К9М5Т-ЭЛ — горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения, изготовленный из высоколегированной мартенситно-стареющей стали аустенитного класса с интерметаллидным упрочнением. Сталь выплавляется методом электронно-лучевого переплава (ЭЛ), что обеспечивает минимальное содержание неметаллических включений, серы и фосфора, а также высокую однородность химического состава по сечению слитка. Квадрат применяется в конструкциях, работающих при криогенных температурах, в условиях знакопеременных нагрузок и агрессивных сред.

Химический состав и структура

Сталь 02Н18К9М5Т-ЭЛ содержит никель (17,5–19,0 %), кобальт (8,0–10,0 %), молибден (4,5–5,5 %) и титан (0,6–1,0 %). Углерод ограничен пределом 0,02 %, что исключает образование карбидной сетки по границам зёрен. После закалки от 820–850 C в воде или масле формируется пересыщенный аустенит, а последующее старение при 480–520 C в течение 3–6 часов вызывает выделение дисперсных интерметаллидных фаз типа NiTi и (Ni,Co)Mo, обеспечивающих упрочнение без потери пластичности.

Механические свойства

После термической обработки (закалка + старение) квадрат из стали 02Н18К9М5Т-ЭЛ демонстрирует следующие характеристики:

  • предел прочности при растяжении — 1400–1600 МПа;
  • предел текучести — 1200–1400 МПа;
  • относительное удлинение — 10–14 %;
  • ударная вязкость KCU при –196 C — не менее 40 Дж/см;
  • твёрдость после старения — 42–48 HRC;
  • плотность — 8,0–8,2 г/см.

Сочетание высокой прочности и хладостойкости позволяет использовать профиль в криогенной технике без риска хрупкого разрушения при температурах до –253 C.

Сортамент и допуски

Квадрат поставляется в диапазоне размеров от 20 20 мм до 200 200 мм. Стандартные длины — 2–6 м. Предельные отклонения по стороне квадрата соответствуют ГОСТ 2591-2006 (для горячекатаного) или ГОСТ 1133-71 (для кованого). Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. По требованию заказчика выполняется ультразвуковой контроль сплошности, проверка макро- и микроструктуры, определение содержания газов (кислород, азот, водород).

Типоразмер, ммПредельное отклонение, ммДлина, мТермообработкаТвёрдость, HRC
40 40+0,4 / –0,82–4Закалка + старение44–46
60 60+0,5 / –1,02–5Закалка + старение43–47
100 100+0,6 / –1,23–6Закалка + старение42–46
150 150+0,8 / –1,53–6Закалка + старение42–45
200 200+1,0 / –2,03–6Закалка + старение41–44

Области применения

Квадрат из стали 02Н18К9М5Т-ЭЛ востребован в следующих отраслях:

  • авиакосмическая промышленность — элементы шасси, крепёж, силовые шпангоуты;
  • криогенная техника — узлы запорной арматуры для сжиженного природного газа и жидкого кислорода;
  • судостроение — детали корпусных конструкций, работающих в условиях низких температур;
  • нефтегазовый комплекс — буровые долота, элементы противовыбросового оборудования;
  • энергетика — крепёж для парогазовых установок и теплообменной аппаратуры;
  • спецмашиностроение — высоконагруженные детали гидравлических систем.

Технологические особенности обработки

Механическая обработка квадрата в состоянии после старения затруднена из-за высокой твёрдости (42–48 HRC). Рекомендуется черновая обработка в закалённом, но не состаренном состоянии (аустенит, 20–25 HRC) с последующим старением после финишной механической обработки. Сварка выполняется аргонодуговым способом с использованием присадочной проволоки на никелевой основе; после сварки требуется повторное старение для восстановления прочностных характеристик в зоне термического влияния. Обработка резанием возможна твердосплавным инструментом с износостойким покрытием при скоростях 30–50 м/мин.

Вопросы и ответы

Какие температуры эксплуатации допустимы для квадрата из стали 02Н18К9М5Т-ЭЛ?

Диапазон рабочих температур — от –253 C до +400 C. При криогенных температурах сохраняется ударная вязкость не ниже 40 Дж/см, что подтверждается испытаниями по ГОСТ 9454-78.

Чем отличается сталь 02Н18К9М5Т-ЭЛ от стали 02Н18К9М5Т без ЭЛ?

Индекс «ЭЛ» обозначает электронно-лучевой переплав. Это снижает содержание серы до 0,005 % и фосфора до 0,008 %, уменьшает количество неметаллических включений и повышает изотропность механических свойств по сравнению с открытой выплавкой.

Возможна ли поставка квадрата в термообработанном состоянии?

Да, профиль поставляется как в состоянии поставки (без термической обработки), так и после полного цикла: закалка от 820–850 C и старение при 480–520 C. Режим старения подбирается под требуемый уровень прочности.

Какой вид контроля применяется для ответственных партий квадрата?

Для ответственных применений выполняется ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ 24507-80, проверка макроструктуры по ГОСТ 10243-75, определение механических свойств на образцах, вырезанных из прутка, и химический анализ ковшовой пробы.