Жаропрочная стальная поковка 20Х23Н18 в Минске


Жаропрочная стальная поковка 20Х23Н18

Жаропрочная стальная поковка 20Х23Н18 — это изделие, полученное горячей пластической деформацией слитка или заготовки из аустенитной хромоникелевой стали аустенитного класса. Материал легирован хромом (22–25%) и никелем (17–20%), что обеспечивает стабильность структуры и сопротивление окалинообразованию при длительной эксплуатации в окислительных средах при температурах до 1000 C. Поковка 20Х23Н18 сочетает жаропрочность с технологичностью при горячей обработке давлением, что позволяет получать заготовки сложной конфигурации с заданной степенью деформации и направлением волокна.

Технические характеристики и свойства

Поковки из стали 20Х23Н18 характеризуются следующими показателями: предел текучести — не менее 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 590 МПа, относительное удлинение — 30%. Материал сохраняет прочностные характеристики при нагреве до 800–900 C, а жаростойкость обеспечивается образованием плотной оксидной пленки CrO на поверхности. Сталь не склонна к охрупчиванию при длительных выдержках в интервале рабочих температур, что подтверждено практикой эксплуатации в печестроении и энергетическом машиностроении.

Механические свойства поковок регламентируются ГОСТ 8479–70 и ГОСТ 25054–81. Поставка возможна в термически обработанном состоянии — после закалки от 1050–1100 C в воде или на воздухе. Твердость поковок после нормализации составляет 170–217 HB, что обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость резанием при последующем механическом переделе.

Применение в промышленности

Поковки 20Х23Н18 востребованы в узлах, работающих при высоких температурах и агрессивных газовых средах. Основные области использования:

  • заготовки крепежных элементов и фланцев для трубопроводов горячего дутья доменных печей;
  • детали камер сгорания и жаровых труб газотурбинных установок;
  • корпуса и крышки закалочных печей, муфели, конвейерные ролики термических агрегатов;
  • элементы оснастки для печей обжига керамики и стекловаренных печей;
  • детали арматуры для перекачки агрессивных сред при повышенных температурах.

Поковки применяются в энергетическом машиностроении, черной металлургии, химической промышленности. Материал пригоден для изготовления деталей, работающих под давлением при температурах до 850 C, включая патрубки, штуцера и переходники технологических линий.

Технология производства и контроль качества

Ковка выполняется при нагреве заготовок до 1150–1180 C с окончанием деформации при температуре не ниже 900 C. Степень укова для ответственных деталей составляет не менее 3:1, что обеспечивает проработку структуры и устранение ликвационных дефектов слитка. После деформации поковки подвергают нормализации с высоким отпуском для снятия внутренних напряжений и стабилизации аустенитной структуры.

Контроль качества включает проверку химического состава, механических свойств на образцах, вырезанных из тела поковки, а также ультразвуковой контроль сплошности. По требованию заказчика выполняется контроль макроструктуры на серных отпечатках и травленых темплетах.

ПараметрЗначениеМетод контроляНормативный документПримечание
Химический состав, % Cr22,0–25,0Спектральный анализГОСТ 5632–72Основной легирующий элемент
Химический состав, % Ni17,0–20,0Спектральный анализГОСТ 5632–72Обеспечивает аустенитную структуру
Предел текучести, МПа 245Растяжение при 20 CГОСТ 1497–84После закалки
Относительное удлинение, % 30Растяжение при 20 CГОСТ 1497–84Характеризует пластичность
Твердость, HB170–217БринелльГОСТ 9012–59После нормализации

Преимущества поковок 20Х23Н18

По сравнению с литыми заготовками поковки имеют более плотную структуру без усадочных раковин и газовых пузырей. Деформированный металл характеризуется повышенной усталостной прочностью и сопротивлением термической усталости при циклических нагревах. Поковки обеспечивают стабильность геометрических размеров при механической обработке за счет отсутствия внутренних дефектов и равномерного распределения легирующих элементов.

Материал пригоден для сварки аргонодуговым методом с применением присадочной проволоки Св-20Х23Н18, что позволяет изготавливать сварно-кованые конструкции сложной формы. При необходимости поковки поставляются с предварительной механической обработкой — обточкой, расточкой или фрезерованием базовых поверхностей.

Вопросы и ответы

До какой температуры можно эксплуатировать поковки 20Х23Н18?

Рабочая температура для нагруженных деталей составляет до 850–900 C. При отсутствии значительных механических нагрузок материал выдерживает нагрев до 1000 C в окислительной среде без интенсивного окалинообразования.

Какие максимальные размеры поковок возможны?

Масса поковок зависит от мощности кузнечно-прессового оборудования и может достигать 3–5 тонн. Максимальный диаметр круглых поковок — до 800 мм, длина — до 4000 мм. Квадратные и прямоугольные сечения изготавливаются со стороной до 600 мм.

Требуется ли термическая обработка перед механической обработкой?

Поковки поставляются в нормализованном состоянии с твердостью 170–217 HB. Такая структура оптимальна для обработки резанием — обеспечивается удовлетворительное стружкодробление и отсутствие наклепа.

Возможна ли сварка поковок 20Х23Н18 с другими сталями?

Допускается сварка с аустенитными сталями аналогичного класса. При соединении с перлитными сталями требуется применение никелевых электродов и подогрев до 200–300 C для предотвращения образования холодных трещин.