Стальные листы ЭП410-Ш: жаропрочный прокат из дисперсионно-твердеющей стали
Стальные листы ЭП410-Ш — это горячекатаный и холоднокатаный прокат из жаропрочной дисперсионно-твердеющей стали мартенситного класса (аналог 13Х11Н2В2МФ-Ш, тип 1Х12Н2ВМФ по ГОСТ 18968-73). Буква «Ш» в обозначении указывает на электрошлаковый переплав (ЭШП), обеспечивающий пониженное содержание серы и фосфора, минимальное количество неметаллических включений и высокую изотропность механических свойств по толщине листа. Материал применяется в условиях одновременного воздействия высоких температур, знакопеременных нагрузок и коррозионно-активных сред.
Химический состав и структурное состояние
Основу стали ЭП410-Ш составляет хромистая матрица с карбидно-нитридным упрочнением. Легирование вольфрамом и молибденом повышает теплостойкость, никель стабилизирует мартенситную структуру, ванадий связывает углерод в стойкие карбиды VC. ЭШП-переплав снижает балл загрязнённости по оксидам до 1,0–1,5 и по сульфидам до 0,5–1,0.
- Углерод (C) — 0,10–0,16 %
- Хром (Cr) — 10,5–12,0 %
- Никель (Ni) — 1,5–2,0 %
- Вольфрам (W) — 1,5–2,0 %
- Молибден (Mo) — 0,35–0,60 %
- Ванадий (V) — 0,18–0,30 %
Механические свойства листового проката
Свойства приведены для термически обработанного состояния: закалка от 1000–1020 C (масло или воздух) с последующим отпуском при 680–720 C. Листы толщиной 0,8–4,0 мм поставляются в холоднокатаном исполнении, 4,0–25,0 мм — в горячекатаном. Предел длительной прочности при 600 C сохраняется на уровне не ниже 300 МПа в течение 1000 ч испытаний.
| Толщина листа, мм | в, МПа | 0,2, МПа | 5, % | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 0,8–1,5 | 1080–1230 | 880–980 | 12–14 | 45–60 |
| 2,0–4,0 | 1030–1180 | 850–950 | 13–15 | 50–70 |
| 5,0–10,0 | 980–1130 | 800–900 | 14–16 | 55–80 |
| 12,0–25,0 | 930–1080 | 750–850 | 15–17 | 60–90 |
Технологические особенности и обработка
Листы ЭП410-Ш обладают удовлетворительной свариваемостью при условии предварительного и сопутствующего подогрева до 300–350 C. Рекомендуется аргонодуговая сварка неплавящимся электродом и электронно-лучевая сварка. После сварки обязательна термообработка: высокий отпуск при 680–700 C для снятия остаточных напряжений и восстановления вязкости околошовной зоны. Обработка резанием возможна только в отожжённом состоянии (твёрдость не более 255 HB).
- Гибка — минимальный радиус 2,5–3,0 толщины листа при подогреве
- Штамповка — в интервале температур 900–1100 C
- Термообработка — закалка 1000–1020 C, отпуск 680–720 C
- Твёрдость после отпуска — 28–34 HRC
Области применения
Листовой прокат ЭП410-Ш востребован в энергетическом машиностроении, авиадвигателестроении и нефтехимическом аппаратостроении. Конкретные узлы: камеры сгорания газотурбинных установок, жаровые трубы, элементы выхлопных систем, корпуса высокотемпературных реакторов, детали крепежа горячего тракта. В нефтепереработке — футеровка реакторов каталитического крекинга, змеевики печей пиролиза. В авиации — детали сопловых аппаратов и дисков турбин, работающие при 550–650 C.
Нормативная база
- ГОСТ 18968-73 — прутки и полосы из жаропрочных сталей
- ГОСТ 5582-75 — тонколистовая коррозионно-стойкая сталь
- ГОСТ 7350-77 — толстолистовая коррозионно-стойкая сталь
- ТУ 14-1-1950-76 — листы из стали ЭП410-Ш
- ОСТ 1 90127-85 — сортамент авиационного проката
Вопросы и ответы
Чем отличается ЭП410-Ш от ЭП410 без индекса «Ш»?
Индекс «Ш» обозначает электрошлаковый переплав. Это снижает содержание серы до 0,010 % и фосфора до 0,015 %, уменьшает балл неметаллических включений и повышает ударную вязкость на 15–25 % по сравнению с открытой выплавкой.
При какой максимальной температуре эксплуатируются листы ЭП410-Ш?
Длительная рабочая температура — до 650 C. Кратковременно (до 100 ч) допускается нагрев до 700 C без необратимого снижения прочностных характеристик.
Возможна ли поставка листов ЭП410-Ш в термообработанном состоянии?
Да, прокат поставляется как в горячекатаном (без термообработки), так и в термически обработанном состоянии — закалка с отпуском. Твёрдость после отпуска составляет 28–34 HRC.
Какие виды сварки применимы для стали ЭП410-Ш?
Рекомендуются аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, электронно-лучевая и лазерная сварка. Обязателен подогрев 300–350 C и последующий отпуск при 680–700 C.
