Жаропрочная стальная поковка 15Х1М1Ф в Минске

Жаропрочная стальная поковка 15Х1М1Ф: характеристики, термообработка и применение

Поковка из стали 15Х1М1Ф — это горячедеформированный полуфабрикат из низколегированной хромомолибденованадиевой стали перлитного класса, предназначенный для изготовления деталей, работающих при температуре до 560–585 C под давлением. Марка 15Х1М1Ф регламентирована ГОСТ 20072 и ГОСТ 5520; химический состав обеспечивает сочетание жаропрочности, окалиностойкости и технологичности при ковке. Поковки получают свободной ковкой или штамповкой из слитков и непрерывнолитой заготовки с последующей нормализацией и высоким отпуском.

Химический состав и структурное состояние

Сталь 15Х1М1Ф содержит 0,10–0,18 % углерода, 1,1–1,5 % хрома, 0,9–1,2 % молибдена и 0,15–0,30 % ванадия. Ванадий образует карбонитриды V(C,N), которые тормозят рост зерна при аустенитизации и повышают длительную прочность. Молибден увеличивает сопротивление ползучести, хром обеспечивает жаростойкость. После нормализации при 950–980 C и отпуска при 700–740 C формируется структура феррита с дисперсными карбидами M23C6 и VC. Поковка должна иметь однородную мелкозернистую структуру без строк и флокенов; контроль — по ГОСТ 10243 и ГОСТ 24507 (УЗК).

Механические свойства при рабочих температурах

Предел текучести при 20 C — не менее 245 МПа, временное сопротивление — 470–640 МПа, относительное удлинение — не менее 21 %. При 560 C предел длительной прочности за 10 ч — порядка 80–100 МПа. Ударная вязкость KCU при 20 C — не менее 39 Дж/см. Поковка сохраняет работоспособность в условиях ползучести и термической усталости при циклическом изменении температуры.

Технология ковки и термообработки

Нагрев заготовки под ковку — до 1180–1220 C с выдержкой, обеспечивающей равномерный прогрев по сечению. Ковка выполняется в интервале 1200–850 C; завершение деформации ниже 800 C не допускается из-за риска образования трещин. Степень уковки — не менее 3. После ковки поковка подвергается нормализации с отпуском либо изотермическому отжигу для снятия напряжений и подготовки структуры. Для крупногабаритных поковок применяется дифференцированное охлаждение.

Области применения

• Корпусные детали и фланцы паропроводов ТЭС и АЭС с рабочим давлением до 25 МПа.
• Поковки для коллекторов, тройников и переходов котлоагрегатов высокого давления.
• Роторы и диски паровых турбин с температурой пара до 565 C.
• Детали арматуры энергетических установок: задвижки, клапаны, шпиндели.
• Заготовки для нефтехимических реакторов гидроочистки и крекинга.
• Элементы трубопроводной обвязки компрессорных станций магистральных газопроводов.

Контроль качества и нормативная база

Поковки 15Х1М1Ф поставляются с сертификатом, включающим результаты химического анализа, механических испытаний при 20 C и рабочей температуре, а также данные УЗК. Обязателен контроль макроструктуры по ГОСТ 10243 и определение загрязнённости неметаллическими включениями. Для ответственных деталей энергооборудования проводят испытания на длительную прочность и ползучесть по ГОСТ 10145. Допускается дополнительная термообработка у потребителя при условии сохранения свойств.

Вопросы и ответы