Стальные поковки 20Х13 в Минске

Стальные поковки 20Х13: жаропрочный полуфабрикат для энергетики и нефтехимии

Поковки из стали 20Х13 — это объёмно-штампованные или кованые заготовки из мартенситной коррозионно-стойкой стали, содержащей 12–14 % хрома и 0,16–0,25 % углерода. В отличие от листового проката, поковка формируется методом горячей пластической деформации при 1150–850 C, что обеспечивает плотную макроструктуру без ликвационных зон и усадочной рыхлости. Именно поэтому поковки 20Х13 применяют там, где требуется сочетание прочности при повышенных температурах и стойкости к газовой коррозии — в арматуре высокого давления, крепеже паропроводов, деталях турбин.

Технические характеристики поковок 20Х13

Сталь 20Х13 относится к мартенситному классу. После нормализации и высокого отпуска (или закалки с отпуском) достигаются следующие показатели:

• Предел текучести — не менее 490 МПа при 20 C
• Временное сопротивление — 640–830 МПа
• Относительное удлинение — 16–20 %
• Ударная вязкость KCU — не менее 49 Дж/см
• Твёрдость после термообработки — 187–229 HB
• Рабочая температура эксплуатации — до 550 C без охрупчивания

Поковки 20Х13 сохраняют жаростойкость в среде перегретого пара, дымовых газов и слабоагрессивных нефтепродуктов. При содержании хрома 12–14 % на поверхности формируется плотная оксидная плёнка CrO, которая тормозит высокотемпературное окисление. Однако в сильнокислых и хлоридсодержащих средах материал склонен к питтингу, поэтому для таких условий его не применяют.

Сортамент и способы изготовления

Поковки 20Х13 выпускают в виде цилиндрических заготовок, плит, брусков, фланцев, валов, дисков и корпусных деталей. Основные методы:

• Свободная ковка на гидравлических прессах — для крупногабаритных заготовок массой до 5 т
• Горячая объёмная штамповка на КГШП — для серийных деталей арматуры
• Радиальная ковка на ротационно-ковочных машинах — для точных прутков
• Высадка на горизонтально-ковочных машинах — для крепежа и фланцев

После деформации поковки подвергают отжигу при 740–780 C для снятия внутренних напряжений и снижения твёрдости до 170–200 HB, что облегчает последующую механическую обработку на токарных и фрезерных станках с ЧПУ.

Типовые области применения

Поковки 20Х13 востребованы в следующих системах и оборудовании:

• Запорная и регулирующая арматура тепловых электростанций — шпиндели, затворы, седла
• Крепёж фланцевых соединений паропроводов на давление до 25 МПа
• Рабочие лопатки и диафрагмы паровых турбин с температурой пара до 540 C
• Детали нефтехимических реакторов — штуцеры, люки-лазы, распределительные тарелки
• Валы насосов перекачки горячих нефтепродуктов и мазута
• Оснастка для горячей штамповки — пуансоны, матрицы, выталкиватели

Сравнение режимов термообработки поковок 20Х13

Контроль качества и стандарты

Поковки 20Х13 поставляются по ГОСТ 8479-70, ГОСТ 25054-81, а также по отраслевым ТУ. Обязательному контролю подлежат:

• Химический анализ ковшевой пробы — Cr, C, Mn, Si, S, P
• Ультразвуковая дефектоскопия на отсутствие внутренних трещин и неметаллических включений
• Испытания на растяжение при 20 C и рабочей температуре
• Определение ударной вязкости при отрицательных температурах (до –40 C)
• Контроль макро- и микроструктуры на наличие флокенов и строчечных включений

Для ответственных деталей энергетического оборудования поковки проходят дополнительную термическую обработку и аттестацию в соответствии с требованиями Ростехнадзора.

Вопросы и ответы