Стальной круг 15Х12Н2МВФАБ: жаропрочный сортамент для энергетического машиностроения
Стальной круг 15Х12Н2МВФАБ — горячекатаный или кованый сортамент из жаропрочной мартенситно-ферритной стали, легированной хромом, никелем, молибденом, вольфрамом, ванадием и ниобием. Марка применяется для изготовления крепёжных деталей и элементов проточной части паровых турбин, работающих при температуре до 600–620 C. Круг поставляется по ГОСТ 2590 и ТУ металлургических заводов, термообработка — нормализация с высоким отпуском или закалка с отпуском в зависимости от требуемого комплекса свойств.
Химический состав и структура
Сталь 15Х12Н2МВФАБ относится к классу мартенситно-ферритных жаропрочных сталей. Углерод — 0,12–0,18 %, хром — 11–13 %, никель — 1,5–2,5 %. Молибден и вольфрам обеспечивают твёрдорастворное упрочнение, ванадий и ниобий формируют карбидную и карбонитридную фазу, тормозящую ползучесть. Структура после термообработки — отпущенный мартенсит с карбидами MC и Nb(C,N).
- Углерод (C): 0,12–0,18 %
- Хром (Cr): 11,0–13,0 %
- Никель (Ni): 1,5–2,5 %
- Молибден (Mo): 0,6–1,0 %
- Вольфрам (W): 0,7–1,2 %
- Ванадий (V) и ниобий (Nb): 0,15–0,35 % каждого
Механические свойства при 20 C и в условиях ползучести
После закалки с 1000–1050 C и отпуска при 680–720 C круг 15Х12Н2МВФАБ демонстрирует предел текучести не ниже 600 МПа при кратковременных испытаниях. Длительная прочность при 600 C за 10 ч составляет порядка 80–100 МПа. Предел ползучести на 1 % за 10 ч при 580 C — не менее 100 МПа.
| Диаметр круга, мм | в, МПа | 0,2, МПа | , % | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 20–40 | 780 | 600 | 14 | 60 |
| 41–80 | 740 | 570 | 13 | 55 |
| 81–120 | 700 | 540 | 12 | 50 |
| 121–160 | 670 | 520 | 11 | 45 |
Области применения
Круг 15Х12Н2МВФАБ востребован в энергетическом машиностроении и нефтегазохимии. Из него изготавливают шпильки и болты фланцевых соединений паропроводов высокого давления, крепёж корпусов турбин, детали арматуры, работающей в среде перегретого пара. В нефтепереработке — элементы реакторов гидрокрекинга и каталитического риформинга. В металлургии — детали нагревательных печей и рольгангов.
- Крепёж фланцев паропроводов и коллекторов пара
- Шпильки и болты корпусов паровых турбин
- Детали запорной и регулирующей арматуры высокого давления
- Элементы реакторов гидрокрекинга и риформинга
- Оснастка нагревательных печей и термического оборудования
Технологические особенности обработки
Круг 15Х12Н2МВФАБ обрабатывается резанием в термообработанном состоянии. Твёрдость после отпуска — 240–290 HB. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 300–400 C, последующая термообработка. Обработка давлением — ковка при 1150–850 C с медленным охлаждением. Поставка — в виде прутков мерной или немерной длины, диаметром от 20 до 160 мм.
Вопросы и ответы
При какой температуре эксплуатируется стальной круг 15Х12Н2МВФАБ?
Длительная рабочая температура — до 600–620 C. Кратковременно допустим нагрев до 650 C без существенной потери прочностных характеристик.
Какая термообработка обеспечивает максимальную жаропрочность круга 15Х12Н2МВФАБ?
Закалка с 1000–1050 C в масле или на воздухе с последующим отпуском при 680–720 C. Такой режим формирует отпущенный мартенсит с дисперсными карбидами.
Возможна ли сварка круга 15Х12Н2МВФАБ без подогрева?
Нет. Из-за повышенного содержания хрома и углерода сталь склонна к образованию холодных трещин. Требуется подогрев до 300–400 C и последующий отпуск.
Какие диаметры круга 15Х12Н2МВФАБ поставляются?
Стандартный сортамент — от 20 до 160 мм по ГОСТ 2590. Возможно изготовление промежуточных размеров по согласованию с производителем.
