Стальной круг 27Х2Н2М1Ф: жаропрочный сортамент для тяжелонагруженных узлов
Стальной круг 27Х2Н2М1Ф — горячекатаный или кованый сортамент из жаропрочной перлитной стали, легированной хромом, никелем, молибденом и ванадием. Марка относится к классу теплоустойчивых сталей и применяется для изготовления деталей, работающих при температуре до 580–600 C под нагрузкой в условиях ползучести. Круг поставляется в термообработанном состоянии с нормированными механическими свойствами и твёрдостью.
Химический состав и структура
Химический состав регламентируется ГОСТ 20072 и ТУ производителей. Базовая матрица — перлитная, упрочнённая карбидами и карбонитридами ванадия и молибдена.
- Углерод (C) — 0,24–0,32 %
- Хром (Cr) — 1,50–1,80 %
- Никель (Ni) — 1,50–1,80 %
- Молибден (Mo) — 0,60–0,80 %
- Ванадий (V) — 0,15–0,30 %
- Кремний (Si) — 0,17–0,37 %, марганец (Mn) — 0,40–0,70 %
Никель повышает вязкость и прокаливаемость, хром и молибден обеспечивают сопротивление окислению и ползучести, ванадий формирует дисперсные карбиды, тормозящие движение дислокаций при высоких температурах.
Механические свойства
Свойства круга зависят от режима термической обработки: закалка 880–900 C (масло) и высокий отпуск 620–680 C. После такой обработки достигается сочетание прочности и длительной жаропрочности.
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 735 | 20 C | МПа | ГОСТ 20072 |
| Предел текучести 0,2 | 590 | 20 C | МПа | ГОСТ 20072 |
| Относительное удлинение 5 | 14 | 20 C | % | ГОСТ 20072 |
| Ударная вязкость KCU | 49 | 20 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Предел длительной прочности 100 | 108 | 560 C | МПа | ГОСТ 10145 |
| Твёрдость после отпуска | 229–269 | 20 C | HB | ГОСТ 9012 |
Сортамент и размеры
Круг 27Х2Н2М1Ф выпускается диаметром от 20 до 250 мм. Горячекатаный сортамент — 20–120 мм, кованый — 120–250 мм. Длина прутков — 2–6 м, допускается мерная и немерная длина. Кривизна не превышает 0,5 % длины для горячекатаного проката и 0,3 % для кованого. Поставка осуществляется по ГОСТ 2590 (горячекатаный) и ГОСТ 1133 (кованый).
Области применения
Материал востребован в узлах, где сочетаются высокая температура, знакопеременные нагрузки и длительный ресурс:
- Крепёж горячего тракта паровых турбин — шпильки, болты фланцевых соединений корпусов
- Детали энергетических котлов — коллекторы, трубные доски, элементы пароперегревателей
- Роторы и диски компрессоров газоперекачивающих агрегатов
- Шпиндели и штоки арматуры высокого давления в нефтехимии
- Оснастка прессового оборудования горячей штамповки
- Детали крепежа металлургических печей и нагревательных установок
Технологические особенности обработки
Обрабатываемость резанием — удовлетворительная в термообработанном состоянии. Сварка ограничена: требуется подогрев до 300–350 C и последующая термообработка для снятия напряжений. При механической обработке рекомендуется твёрдосплавный инструмент с износостойким покрытием. Круг поставляется с нормированным обезуглероженным слоем не более 0,3 мм на сторону.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняет работоспособность круг 27Х2Н2М1Ф?
Длительная эксплуатация возможна до 580–600 C. При кратковременном воздействии допускается нагрев до 620 C без необратимого снижения свойств.
Каким образом поставляется круг — в термообработанном состоянии или без него?
Стандартная поставка — после закалки и высокого отпуска с нормированными в, 0,2 и твёрдостью. По согласованию возможна поставка без термообработки для последующей обработки у потребителя.
Применяется ли 27Х2Н2М1Ф для сварных конструкций?
Сварка технологически затруднена из-за склонности к образованию холодных трещин. Требуется предварительный и сопутствующий подогрев 300–350 C, а также послесварочный отпуск при 680–710 C.
Чем отличается 27Х2Н2М1Ф от стали 25Х1МФ?
27Х2Н2М1Ф содержит никель и ванадий, что повышает прокаливаемость и жаропрочность. Сталь 25Х1МФ имеет меньшую длительную прочность при 560–580 C и применяется в менее нагруженных узлах.
