Квадрат из конструкционной стали 25Х1МФ: жаропрочный прокат для энергетического машиностроения
Квадрат из конструкционной стали 25Х1МФ — горячекатаный или кованый профиль сплошного сечения с квадратной геометрией, изготовленный из теплоустойчивой перлитной стали, легированной хромом, молибденом и ванадием. Марка 25Х1МФ регламентируется ГОСТ 20072 и применяется преимущественно для деталей, работающих при температуре до 585 C под давлением пара или газа. Квадрат поставляется по ГОСТ 2591 и ГОСТ 2879 с предельным отклонением по стороне от +0,4 до –0,9 мм для профилей обычной точности.
Химический состав и механические свойства
Сталь 25Х1МФ содержит 0,22–0,29 % углерода, 0,9–1,2 % хрома, 0,5–0,7 % молибдена и 0,15–0,3 % ванадия. Такое сочетание обеспечивает стойкость к ползучести при длительной эксплуатации в условиях высоких температур. Ванадий связывает углерод в карбиды VC, тормозящие движение дислокаций при нагреве. Предел текучести при 20 C — не менее 275 МПа, временное сопротивление — 490–685 МПа. После термической обработки (нормализация при 950–1000 C, отпуск при 700–750 C) твёрдость составляет 170–217 HB.
Сортамент и геометрические параметры
Квадрат из 25Х1МФ выпускается со стороной от 12 до 200 мм. Для размеров до 100 мм применяется горячая прокатка, свыше 100 мм — ковка с последующей механической обработкой. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины для проката и 0,8 % для кованого профиля. Длина мерных прутков — 2–6 м, немерных — 1,5–8 м. Скругление углов квадрата регламентируется радиусом не более 0,15 стороны профиля.
| Сторона квадрата, мм | Способ производства | Предел текучести при 20 C, МПа | Предел длительной прочности при 560 C, МПа | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 20 | горячая прокатка | 275 | 78 | 170–217 |
| 50 | горячая прокатка | 275 | 78 | 170–217 |
| 80 | горячая прокатка | 275 | 78 | 170–217 |
| 120 | ковка | 275 | 78 | 170–217 |
| 160 | ковка | 275 | 78 | 170–217 |
Технологические особенности и обработка
Сталь 25Х1МФ обладает ограниченной свариваемостью — требуется предварительный подогрев до 200–300 C и последующая термообработка сварного соединения. Обрабатываемость резанием удовлетворительная в нормализованном состоянии. Квадрат применяется для изготовления деталей методом свободной ковки, штамповки или механической обработки. При гибке в холодном состоянии необходим подогрев до 150–200 C во избежание трещинообразования.
Области применения
- Коллекторы и трубопроводы высокого давления на ТЭС и ГРЭС с параметрами пара 510–585 C.
- Крепёжные элементы фланцевых соединений паропроводов, работающих под давлением до 25 МПа.
- Детали арматуры: шпиндели, штоки, седла запорной и регулирующей арматуры энергетических установок.
- Элементы роторов и корпусов паровых турбин в зонах с температурой до 560 C.
- Заготовки для поковок деталей котлоагрегатов и теплообменного оборудования нефтехимических производств.
- Опорные конструкции и элементы подвесок трубопроводов в зонах тепловых нагрузок.
Нормативная база
- ГОСТ 20072 — сталь теплоустойчивая, технические условия.
- ГОСТ 2591 — прокат сортовой горячекатаный квадратный, сортамент.
- ГОСТ 2879 — прокат сортовой горячекатаный квадратный, сортамент (расширенный).
- ГОСТ 8479 — поковки из конструкционной и легированной стали.
- ТУ 14-1-1529 — прокат из теплоустойчивых марок стали для энергомашиностроения.
Вопросы и ответы
При какой максимальной температуре эксплуатируется квадрат из стали 25Х1МФ?
Длительная рабочая температура не превышает 585 C. При более высоких температурах интенсивно развивается ползучесть и окалинообразование, что снижает ресурс детали.
Требуется ли термообработка квадрата после механической обработки?
Если при механической обработке не нарушается структура и не вносятся остаточные напряжения выше допустимых, дополнительная термообработка не требуется. При сварке или интенсивной деформации необходима нормализация с отпуском.
Чем сталь 25Х1МФ отличается от 12Х1МФ?
Сталь 25Х1МФ содержит больше углерода (0,22–0,29 % против 0,09–0,16 %), что обеспечивает более высокую прочность, но несколько снижает пластичность и свариваемость. Применяется для более нагруженных деталей.
Возможна ли поставка квадрата из 25Х1МФ в термообработанном состоянии?
Да, прокат поставляется как в горячекатаном, так и в термически обработанном состоянии — нормализация и высокий отпуск обеспечивают стабильные механические свойства и твёрдость 170–217 HB.
