Полоса из конструкционной стали 02Х11Н10М2ДТЮФ-ВИ в Минске


Полоса из конструкционной стали 02Х11Н10М2ДТЮФ-ВИ: мартенситно-стареющий прокат для высоконагруженных узлов

Полоса из конструкционной стали 02Х11Н10М2ДТЮФ-ВИ — горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из высоколегированной мартенситно-стареющей стали аустенитно-мартенситного класса. Марка выплавляется методом вакуумно-индукционной обработки, что отражено в суффиксе «ВИ» и обеспечивает пониженное содержание газов, серы и неметаллических включений. Химический состав регламентируется отраслевыми ТУ и стандартами авиакосмической отрасли; сталь не имеет прямого аналога в зарубежных классификациях, ближайшие по системе легирования — сплавы типа 13-8 Mo и 1RK91.

Химический состав и структурное состояние

Основу легирования формируют хром (10,5–12,0 %), никель (9,0–10,5 %) и молибден (1,8–2,5 %). Титан, алюминий и медь вводятся как упрочняющие элементы, образующие при старении интерметаллидные фазы. Ниобий и ванадий ограничивают рост зерна при нагреве, а бор повышает прокаливаемость массивных сечений. После закалки от 950–1000 C структура представляет собой низкоуглеродистый мартенсит с остаточным аустенитом; последующее старение при 480–520 C выделяет дисперсные фазы NiTi и NiAl, обеспечивая упрочнение без существенной потери пластичности.

  • Углерод — не более 0,03 % (снижение склонности к межкристаллитной коррозии)
  • Хром — 10,5–12,0 % (коррозионная стойкость в морской атмосфере)
  • Никель — 9,0–10,5 % (стабилизация аустенита, вязкость)
  • Молибден — 1,8–2,5 % (жаропрочность, сопротивление питтингу)
  • Титан, алюминий, медь — суммарно 1,5–3,0 % (старение)

Механические свойства полосы

Прокат поставляется в термически обработанном состоянии — закалка плюс старение. Сочетание прочности и ударной вязкости позволяет применять полосу в узлах, работающих при знакопеременных нагрузках и температурах от –196 C до +450 C. Хладостойкость сохраняется благодаря низкому содержанию углерода и примесей внедрения.

Состояниев, МПа0,2, МПа, %KCU, Дж/см
Закалка + старение 500 C1300–14501200–135012–1460–80
Закалка + старение 520 C1200–13501100–125014–1680–100
Закалка (без старения)900–1050750–90016–18120–150

Сортамент и геометрические параметры

Полоса выпускается толщиной 4–60 мм и шириной 20–200 мм, длина мерная или кратная — до 6000 мм. Кромки прямые или обрезные, кривизна не превышает 0,5 % длины. Предельные отклонения по толщине соответствуют повышенной точности прокатки. Поставка — без термической правки либо с правкой растяжением для снятия остаточных напряжений.

Технологические операции

Обработка резанием возможна в закалённом состоянии твёрдостью 38–42 HRC твердосплавным инструментом. Сварка выполняется аргонодуговым способом с последующей термообработкой зоны соединения; не рекомендуется сварка без старения из-за охрупчивания околошовной зоны. Гибка в холодном состоянии ограничена радиусом не менее трёх толщин.

  • Авиационные шасси и элементы силового набора
  • Крепёж для криогенной техники
  • Детали насосов и компрессоров химических производств
  • Оснастка для прессования полимеров
  • Упругие элементы приборных систем

Вопросы и ответы

Чем обусловлено обозначение «ВИ» в марке 02Х11Н10М2ДТЮФ-ВИ?

Суффикс «ВИ» указывает на вакуумно-индукционную выплавку, при которой снижается содержание кислорода, азота и серы, повышается чистота по неметаллическим включениям и стабильность механических свойств.

При какой температуре выполняется старение полосы?

Старение проводят при 480–520 C с выдержкой 3–5 часов. Повышение температуры до 540 C снижает прочность, но увеличивает ударную вязкость.

Возможна ли эксплуатация при криогенных температурах?

Да, полоса сохраняет работоспособность до –196 C. Хладостойкость обеспечивается низким содержанием углерода и примесей внедрения.

Какой инструмент применяется для механической обработки?

В закалённом состоянии используется твердосплавный инструмент с износостойким покрытием; скорость резания снижается на 30–40 % относительно отожжённого состояния.