Поковки 4ХМНФС в Минске

Поковки из стали 4ХМНФС: характеристики, термообработка и применение

Поковки из стали марки 4ХМНФС — это кованые заготовки из теплоустойчивой хромомолибденованадиевой стали с добавкой никеля, предназначенные для изготовления высоконагруженных деталей энергетического и нефтегазового оборудования, работающих при температурах до 560–580 C. Марка относится к классу теплоустойчивых конструкционных сталей перлитного класса и применяется преимущественно для крупногабаритных поковок ответственного назначения.

Химический состав и структурные особенности

Сталь 4ХМНФС содержит углерод в пределах 0,38–0,45 %, хром 1,5–1,8 %, молибден 0,5–0,7 %, никель 0,8–1,2 %, ванадий 0,1–0,2 %. Такое легирование обеспечивает устойчивость против ползучести и длительной прочности при повышенных температурах. Никель повышает прокаливаемость и ударную вязкость крупных сечений, ванадий связывает углерод в карбиды VC и VC, тормозящие разупрочнение при длительной эксплуатации.

Структура после нормализации и высокого отпуска — сорбит отпуска с дисперсными карбидами. Для крупных поковок массой свыше 2 т применяют изотермический отжиг для снижения остаточных напряжений и подготовки структуры к механической обработке.

Механические свойства поковок

Свойства поковок из 4ХМНФС регламентируются после термической обработки — закалки в масле или воде и высокого отпуска при 640–680 C. Типовые значения для поковок сечением до 300 мм:

Технология ковки и термообработки

Ковку заготовок из 4ХМНФС ведут в интервале 1180–850 C с обязательным контролем температуры по сечению. Нагрев под ковку — ступенчатый, с выдержкой при 800–850 C для выравнивания температуры по объему слитка. Степень уковки для ответственных поковок — не менее 3, для особо ответственных — не менее 5.

После ковки поковки подвергают:

• изотермическому отжигу при 680–720 C для снятия напряжений;
• закалке с 880–900 C в масле или водополимерной среде;
• высокому отпуску при 640–680 C с охлаждением на воздухе;
• контролю твердости по всей поверхности и УЗК по ГОСТ 24507.

Области применения

Поковки из 4ХМНФС применяют для деталей, работающих под давлением при высоких температурах:

• фланцы и шпильки крепления корпусов паровых турбин;
• крепеж горячих линий паропроводов ТЭС и АЭС;
• корпуса арматуры высокого давления нефтегазопереработки;
• валы и роторы компрессоров установок каталитического крекинга;
• детали реакторов гидроочистки и гидрокрекинга;
• элементы теплообменного оборудования с рабочей температурой до 580 C.

Нормативная база и контроль качества

Поковки изготавливают по ГОСТ 8479, ГОСТ 25054, а также по ведомственным ТУ энергетического машиностроения. Обязательному контролю подлежат: химический состав ковшевой пробы, макро- и микроструктура, механические свойства при 20 C и рабочей температуре, ударная вязкость при отрицательных температурах (до –40 C для северного исполнения), сплошность металла ультразвуком.

Вопросы и ответы