Шестигранник 20Х1М1Ф1: жаропрочный прокат для теплоэнергетики и нефтехимии
Шестигранник 20Х1М1Ф1 — горячекатаный или кованый профиль из теплоустойчивой низколегированной стали перлитного класса, легированной хромом, молибденом и ванадием. Марка 20Х1М1Ф1 (близкий аналог 20ХМФЛ, но в деформируемом исполнении) применяется для длительно работающих деталей при температуре до 560–580 C. Шестигранное сечение обеспечивает удобство монтажа под ключ, фиксацию от проворота и плотную компоновку в узлах арматуры, крепежа и трубных обвязок.
Химический состав и механические свойства
Сталь 20Х1М1Ф1 содержит 0,16–0,23 % углерода, 0,9–1,2 % хрома, 0,9–1,1 % молибдена и 0,6–0,9 % ванадия. Карбидное упрочнение ванадием и молибденом обеспечивает сопротивление ползучести при длительной эксплуатации. Термообработка — нормализация с последующим высоким отпуском. Твёрдость после отпуска — 170–220 HB.
| Показатель | Значение | Условие испытания | Ед. изм. | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т | 355 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Временное сопротивление в | 590 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение 5 | 16 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость KCU | 39 | 20 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Предел длительной прочности | 78 | 560 C, 10 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Жаропрочность (ползучесть) | 110 | 560 C | %/ч | ГОСТ 3248 |
Сортамент и размеры
Шестигранник 20Х1М1Ф1 поставляется в виде горячекатаных прутков с размером под ключ от 12 до 100 мм и кованых заготовок до 200 мм. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Допуски по размеру под ключ соответствуют квалитету h11/h12. Длина мерных прутков — 3–6 м, немерных — 2–7 м.
- Размер под ключ — 12–100 мм (горячий прокат)
- Размер под ключ — 100–200 мм (ковка)
- Допуск по размеру — h11, h12
- Кривизна — не более 0,5 % длины
- Длина — 3–6 м (мерная), 2–7 м (немерная)
- Термообработка — нормализация + высокий отпуск
Области применения
Шестигранник 20Х1М1Ф1 востребован в узлах, где требуется сочетание жаропрочности и технологичности механической обработки. Из него изготавливают шпильки и гайки фланцевых соединений паропроводов, крепёж корпусов арматуры высокого давления, детали проточной части центробежных компрессоров, элементы подвесок трубопроводов тепловых электростанций.
- Крепёж фланцевых соединений паропроводов ТЭС и АЭС
- Шпильки и гайки арматуры высокого давления (PN 250–400)
- Детали центробежных компрессоров и насосов нефтехимии
- Элементы подвесок и опор трубопроводов при 540–580 C
- Заготовки для токарной обработки втулок, штуцеров, переходников
- Детали установок каталитического крекинга и риформинга
Технологичность и свариваемость
Сталь 20Х1М1Ф1 обладает удовлетворительной свариваемостью при предварительном подогреве до 200–250 C и последующей термообработке. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная в термообработанном состоянии. Склонность к отпускной хрупкости второго рода требует контроля скорости охлаждения после отпуска. Для работы при 560–580 C детали подвергают стабилизирующему отжигу.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняет жаропрочность шестигранник 20Х1М1Ф1?
Длительная работоспособность сохраняется до 560–580 C. При 560 C предел длительной прочности за 10 ч — не менее 78 МПа. Выше 580 C интенсивно развивается ползучесть, и сталь уступает более легированным маркам.
Чем 20Х1М1Ф1 отличается от 20ХМФЛ?
20Х1М1Ф1 — деформируемая сталь для проката и поковок, 20ХМФЛ — литейная марка для отливок. Химический состав близок, но механические свойства и технология получения различаются: прокат имеет более высокую однородность структуры и стабильные свойства.
Требуется ли термообработка шестигранника перед эксплуатацией?
Прутки поставляются в термообработанном состоянии (нормализация + высокий отпуск). Перед эксплуатацией при 560–580 C рекомендуется стабилизирующий отжиг для снятия остаточных напряжений после механической обработки.
Какие размеры под ключ доступны для шестигранника 20Х1М1Ф1?
Горячекатаный прокат — от 12 до 100 мм, кованый — до 200 мм. Допуски по размеру под ключ — h11/h12. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины.
