Стальная полоса 3Х3М3Ф: жаропрочный сортовой прокат для энергетического машиностроения
Стальная полоса 3Х3М3Ф — сортовой прокат из теплоустойчивой низколегированной стали мартенситного класса, легированной хромом, молибденом и ванадием. Марка 3Х3М3Ф применяется для изготовления деталей, работающих при температуре до 585–600 C под давлением пара или газа. Полоса поставляется в виде горячекатаных прутков прямоугольного сечения или кованых заготовок с последующей термической обработкой.
Химический состав и механические свойства
Сталь 3Х3М3Ф содержит 2,5–3,0 % хрома, 2,5–3,0 % молибдена и 0,6–0,9 % ванадия. Такое сочетание обеспечивает стойкость к ползучести и длительную прочность при высоких температурах. Углерод — 0,25–0,35 %. После нормализации и высокого отпуска твёрдость составляет 217–255 HB. Предел текучести при 20 C — не менее 590 МПа, при 570 C — не менее 390 МПа.
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 740 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести | 590 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 14 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость | 39 | 20 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Предел длительной прочности | 78 | 570 C, 10 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Твёрдость | 217–255 | после отпуска | HB | ГОСТ 9012 |
Сортамент и размеры полосы
Полоса из стали 3Х3М3Ф выпускается по ГОСТ 2590 и ГОСТ 2879 с сечением от 20 20 мм до 150 150 мм. Длина прутков — 2–6 м. Кривизна не превышает 0,5 % длины. Кромки — острые или притуплённые. Поставка возможна в термообработанном состоянии с нормированными механическими свойствами или без термообработки для последующей обработки у потребителя.
- Горячекатаная полоса — 30 40 мм, 50 60 мм, 80 100 мм
- Кованая полоса — 100 120 мм, 120 150 мм
- Длина мерная — 3–6 м, немерная — 2–5 м
- Термообработка — нормализация + высокий отпуск
- Контроль — УЗК по ГОСТ 21120, макроструктура по ГОСТ 10243
Области применения
Полоса 3Х3М3Ф используется для изготовления крепёжных деталей и элементов конструкций, работающих в условиях повышенных температур и нагрузок. Основные потребители — энергетическое и нефтехимическое машиностроение.
- Шпильки и болты фланцевых соединений паропроводов высокого давления
- Крепёж корпусов паровых турбин и арматуры ТЭС
- Детали реакторов нефтепереработки и установок каталитического крекинга
- Элементы трубопроводов перегретого пара с рабочим давлением до 25 МПа
- Оснастка для горячей штамповки и прессования
Технологические особенности обработки
Сталь 3Х3М3Ф склонна к образованию трещин при сварке, поэтому требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 350–400 C, а также последующая термообработка. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная в термообработанном состоянии. Ковка проводится при 1150–850 C с медленным охлаждением. Свариваемость ограниченная — рекомендуется применять электроды с аналогичным составом.
Вопросы и ответы
При какой температуре сохраняется длительная прочность стали 3Х3М3Ф?
Длительная прочность нормируется при 570 C на базе 10 ч и составляет не менее 78 МПа. При 585–600 C допускается эксплуатация при условии подтверждения ресурса расчётом на ползучесть.
Чем отличается полоса 3Х3М3Ф от 12Х1МФ?
3Х3М3Ф содержит больше хрома и молибдена, что обеспечивает более высокую жаропрочность и сопротивление ползучести при температурах выше 560 C. 12Х1МФ применяется до 570 C при меньших нагрузках.
Какая термообработка требуется для полосы 3Х3М3Ф?
Рекомендуется нормализация при 1000–1050 C с охлаждением на воздухе и высокий отпуск при 680–750 C. Режим уточняется в зависимости от требуемого комплекса механических свойств.
Возможна ли сварка полосы 3Х3М3Ф без подогрева?
Нет. Из-за повышенного содержания углерода и легирующих элементов сталь склонна к холодным трещинам. Требуется подогрев 350–400 C, сварочные материалы с близким составом и последующий отпуск.
