Жаропрочный круг 13Х11Н2В2МФ-Ш в Минске

Жаропрочный круг 13Х11Н2В2МФ-Ш: состав, свойства и применение

Жаропрочный круг 13Х11Н2В2МФ-Ш — это горячекатаный или кованый сортовой прокат из стали мартенситного класса, легированной хромом, никелем, вольфрамом, молибденом и ванадием. Индекс «-Ш» в обозначении указывает на выплавку электрошлаковым переплавом (ЭШП), что обеспечивает повышенную чистоту металла по неметаллическим включениям, сниженную ликвационную неоднородность и улучшенную макроструктуру. Круг из стали 13Х11Н2В2МФ-Ш предназначен для изготовления деталей газотурбинных двигателей и энергетических установок, работающих при температурах до 600–650 C.

Химический состав и металлургическое качество

Сталь 13Х11Н2В2МФ-Ш относится к сложнолегированным жаропрочным сталям с карбидным упрочнением. Основные легирующие элементы:

• хром (10,5–12,0 %) — обеспечивает жаростойкость и окалиностойкость;
• никель (1,5–2,0 %) — повышает прокаливаемость и вязкость;
• вольфрам (1,6–2,2 %) — упрочняет твердый раствор и повышает жаропрочность;
• молибден (0,35–0,65 %) — увеличивает сопротивление ползучести;
• ванадий (0,18–0,30 %) — образует мелкодисперсные карбиды V4C3, тормозящие разупрочнение при нагреве.

Выплавка по схеме ЭШП гарантирует минимальное содержание серы и фосфора (не более 0,025 % каждого), отсутствие флокенов и послойных дефектов. Прокат поставляется в термически обработанном состоянии — обычно в виде закалки с высоким отпуском, что обеспечивает структуру сорбита отпуска с твердостью 241–285 HB.

Механические свойства при нормальной и повышенной температурах

Ключевая особенность круга 13Х11Н2В2МФ-Ш — сохранение высоких прочностных характеристик при нагреве. После стандартной термической обработки (закалка с 1050–1100 C, отпуск при 580–680 C) материал демонстрирует следующие показатели при 20 C:

• временное сопротивление разрыву — 880–1080 МПа;
• предел текучести условный — не менее 735 МПа;
• относительное удлинение — не менее 12 %;
• ударная вязкость KCU — не менее 59 Дж/см.

При длительной эксплуатации при 600 C предел длительной прочности за 100 ч составляет не менее 390 МПа, что позволяет применять материал для ответственных роторных и крепежных деталей.

Технологические характеристики и обрабатываемость

Круг 13Х11Н2В2МФ-Ш хорошо поддается механической обработке резанием в состоянии поставки. При изготовлении деталей методом холодного деформирования следует учитывать склонность стали к наклепу. Сварка материала ограничена: допускается только с предварительным и сопутствующим подогревом до 300–400 C с последующим высоким отпуском; предпочтительно применение аргонодуговой сварки с присадочным металлом того же состава.

Диапазон диаметров проката — от 10 до 250 мм. Допуски на размеры регламентируются ГОСТ 2590 для горячекатаного круга и ГОСТ 1133 для кованого. Кривизна на 1 м длины не превышает 2 мм для диаметров до 80 мм.

Области применения

Из круга 13Х11Н2В2МФ-Ш изготавливают детали, работающие в условиях циклических теплосмен и статических нагрузок при повышенных температурах:

• рабочие и сопловые лопатки паровых турбин;
• диски компрессора высокого давления газотурбинных двигателей;
• крепежные элементы (болты, шпильки) фланцевых соединений паропроводов;
• валы и втулки насосного оборудования горячего тракта;
• детали арматуры энергетических установок, контактирующие с перегретым паром.

Материал также применяется в химическом и нефтегазовом машиностроении для узлов, эксплуатируемых в средах с повышенной температурой и умеренной коррозионной активностью.

Вопросы и ответы