Нержавеющая заготовка 20Х13 в Минске

Нержавеющая заготовка 20Х13: характеристики, сортамент и применение

Нержавеющая заготовка 20Х13 — полуфабрикат из коррозионностойкой мартенситной стали, поставляемый в виде непрерывнолитой, кованой или катаной заготовки для последующей горячей деформации. Марка 20Х13 (аналог AISI 420, DIN 1.4021) содержит 0,16–0,25 % углерода и 12–14 % хрома, что обеспечивает сочетание умеренной коррозионной стойкости и высокой прочности после термической обработки. Заготовка служит исходным материалом для производства сортового проката, поковок, трубной заготовки и штампованных деталей.

Химический состав и структура

Сталь 20Х13 относится к мартенситному классу. Основные легирующие элементы — хром (12–14 %) и углерод (0,16–0,25 %). Допускается присутствие кремния до 0,8 %, марганца до 0,8 %, никеля до 0,6 %. Сера и фосфор ограничены значениями 0,025 % и 0,030 % соответственно. Структура заготовки после кристаллизации — мартенсит с остаточным аустенитом; после отжига формируется зернистый перлит с карбидной сеткой, что облегчает механическую обработку.

Механические свойства

Свойства заготовки определяются режимом термической обработки. После закалки от 1000–1050 C в масле и отпуска при 200–600 C достигаются следующие показатели:

• предел прочности — 700–1100 МПа в зависимости от температуры отпуска;
• предел текучести — 550–850 МПа;
• относительное удлинение — 12–18 %;
• ударная вязкость KCU — 30–60 Дж/см;
• твёрдость после закалки — 48–52 HRC, после высокого отпуска — 28–35 HRC.

Сортамент и размеры заготовки

Непрерывнолитая заготовка 20Х13 выпускается сечением от 100 100 мм до 300 400 мм. Кованая заготовка — диаметром 150–600 мм или квадратом 150 150 — 400 400 мм. Катаная заготовка поставляется диаметром 60–200 мм. Длина прутков — 2–6 м в зависимости от способа производства. Кривизна не превышает 0,5 % длины для катаной заготовки и 1,0 % для непрерывнолитой.

Технологические особенности производства

Выплавка стали 20Х13 ведётся в дуговых печах с последующей внепечной обработкой и вакуумированием. Разливка осуществляется на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с защитой струи аргоном. Для ответственных применений применяется электрошлаковый переплав (ЭШП), обеспечивающий снижение содержания неметаллических включений и повышение плотности осевой зоны. Гомогенизирующий отжиг при 750–800 C устраняет ликвационную неоднородность.

Области применения

Заготовка 20Х13 используется для производства:

• сортового проката и калиброванного прутка для машиностроения;
• поковок для валов насосов, шпинделей, штоков арматуры;
• трубной заготовки для нефтегазового сортамента;
• деталей крепежа, работающих в слабоагрессивных средах;
• заготовок для режущего и измерительного инструмента;
• элементов запорной арматуры энергетических установок.

Детали из 20Х13 эксплуатируются в условиях повышенной влажности, при контакте с пресной водой, паром, слабыми растворами органических кислот. Рабочие температуры — от –40 C до +450 C. В средах с высокой концентрацией хлоридов и в морской воде марка не применяется из-за склонности к питтинговой коррозии.

Обрабатываемость и термообработка

Заготовка в отожжённом состоянии обрабатывается резанием удовлетворительно: скорость резания твердосплавным инструментом — 80–120 м/мин. Свариваемость ограниченная — требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C с последующей термообработкой. Закалка проводится от 1000–1050 C, отпуск — в зависимости от требуемого комплекса свойств.

Нормативная документация

Поставка заготовки 20Х13 регламентируется ГОСТ 5632, ГОСТ 4543, ГОСТ 18968, а также техническими условиями производителей. Контроль качества включает ультразвуковую дефектоскопию, макро- и микроструктурный анализ, определение механических свойств на образцах от партии.

Вопросы и ответы