Стальные листы ГОСТ 20072-74: жаростойкая и жаропрочная конструкционная сталь
ГОСТ 20072-74 распространяется на горячекатаную и кованую сортовую, а также листовую продукцию из жаростойких и жаропрочных конструкционных сталей. Лист по данному стандарту поставляется преимущественно в термически обработанном состоянии — после нормализации, закалки с высоким отпуском или отжига — с нормированным пределом текучести при повышенных температурах и ограничением по окалинообразованию. Стандарт охватывает марки, легированные хромом, никелем, кремнием и алюминием, что обеспечивает стойкость к газовой коррозии в среде продуктов сгорания и перегретого пара.
Марки и химический состав
Листовой прокат по ГОСТ 20072-74 выпускают из сталей, классифицируемых по структурному признаку — мартенситного, мартенситно-ферритного и аустенитного классов. Легирование хромом формирует защитную оксидную плёнку, никель стабилизирует аустенитную матрицу, кремний и алюминий повышают жаростойкость при 700–1000 C.
- 12Х18Н9Т — аустенитная, стабилизированная титаном, для сварных конструкций
- 20Х23Н18 — жаростойкая, работоспособна до 1000 C в окислительной среде
- 40Х9С2 — мартенситная, кремнистая, для клапанных и крепёжных деталей
- 12Х13 — мартенситно-ферритная, умеренная жаростойкость до 600 C
- 15Х25Т — ферритная, стойкая к серосодержащим средам
Механические свойства и режимы эксплуатации
Нормируемые характеристики включают предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и ударную вязкость при 20 C, а для жаропрочных марок — дополнительно длительную прочность при рабочих температурах. Лист толщиной 0,5–4,0 мм применяют для обшивок, экранов и кожухов; толщиной 4–20 мм — для фланцев, коллекторов и опорных элементов.
| Марка стали | Толщина листа, мм | в, МПа | 0,2, МПа | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| 12Х18Н9Т | 0,5–4,0 | 510 | 196 | до 600 |
| 20Х23Н18 | 2,0–12,0 | 490 | 196 | до 1000 |
| 40Х9С2 | 1,5–8,0 | 690 | 440 | до 750 |
| 12Х13 | 0,8–6,0 | 440 | 245 | до 600 |
| 15Х25Т | 1,0–10,0 | 440 | 245 | до 900 |
Области применения
Лист из жаростойких сталей по ГОСТ 20072-74 востребован в узлах, где одновременно действуют высокая температура и механическая нагрузка. Типовые объекты — камеры сгорания газотурбинных установок, элементы котельных агрегатов, дымоходы и газоходы, теплообменная аппаратура нефтехимических производств, арматура печей термической обработки.
- Экраны и обшивки камер сгорания ГТУ и энергетических котлов
- Коллекторы, трубные решётки и корпуса теплообменников
- Детали печных конвейеров, рольгангов и подовых плит
- Крепёж и фланцы выхлопных трактов двигателей
- Оборудование установок каталитического крекинга и пиролиза
Технологичность и сварка
Аустенитные марки свариваются всеми видами дуговой сварки с применением присадочных материалов, близких по составу; после сварки рекомендуется термообработка для снятия напряжений. Мартенситные и ферритные марки склонны к росту зерна в зоне термического влияния, поэтому лимитируется погонная энергия и применяется предварительный подогрев 150–250 C. Гибка листа выполняется в холодном состоянии при толщине до 4 мм и с подогревом при большей толщине.
Вопросы и ответы
Чем ГОСТ 20072-74 отличается от ГОСТ 5632?
ГОСТ 20072-74 нормирует жаростойкие и жаропрочные конструкционные стали с требованиями к механическим свойствам при повышенных температурах, тогда как ГОСТ 5632 охватывает более широкий перечень коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных марок с акцентом на химический состав.
В каком состоянии поставляется лист по ГОСТ 20072-74?
Прокат поставляют термически обработанным — нормализованным, закалённым с отпуском или отожжённым — с нормированными механическими свойствами и, при необходимости, с контролем макро- и микроструктуры.
До какой температуры работоспособна сталь 20Х23Н18?
Аустенитная сталь 20Х23Н18 сохраняет жаростойкость в окислительной среде до 1000 C, а длительная прочность нормируется при 700–800 C в зависимости от толщины листа и условий нагружения.
Требуется ли термообработка сварных соединений из стали 12Х18Н9Т?
Для ответственных узлов, работающих при высоких температурах, рекомендуется аустенизация или стабилизирующий отжиг для снятия сварочных напряжений и предотвращения межкристаллитной коррозии.
