Жаропрочный круг ТУ 14-1-3618-83: сортамент, марки и условия эксплуатации
Жаропрочный круг по ТУ 14-1-3618-83 — горячекатаный и кованый сортовой прокат из теплоустойчивых и жаропрочных сталей, предназначенный для изготовления деталей, работающих при высоких температурах под нагрузкой. Технические условия регламентируют химический состав, механические свойства при комнатной и рабочей температуре, а также допустимые отклонения по геометрии. Прокат поставляется в термообработанном состоянии с нормированным пределом длительной прочности и ползучести.
Сортамент и геометрические параметры
Круг выпускается диаметром от 20 до 250 мм. Для диаметров до 100 мм предельные отклонения составляют +0,4/–0,7 мм, свыше 100 мм — +0,6/–1,0 мм. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Длина мерных прутков — 2–6 м, немерных — 1,5–8 м. Овальность не должна выходить за поле допуска по диаметру. По требованию заказчика проводится ультразвуковой контроль внутренних дефектов и контроль макроструктуры на поперечных темплетах.
Марки сталей и химический состав
ТУ 14-1-3618-83 распространяется на ряд марок, различающихся легированием и уровнем жаропрочности:
- 12Х1МФ — феррито-перлитная, рабочая температура до 570 C;
- 15Х1М1Ф — повышенная жаропрочность, до 585 C;
- 12Х2МФСР — хромомолибденовая с кремнием и бором, до 600 C;
- 18Х3МВ — перлитный класс, до 560 C;
- 20Х3МВФ — до 580 C, применяется в энергомашиностроении;
- 15Х5М — мартенситная, до 600 C, стойкая к водородсодержащим средам.
Механические свойства и жаропрочность
Нормируются предел текучести при 20 C, предел длительной прочности за 10 и 10 ч при рабочей температуре, а также скорость ползучести. Для стали 12Х1МФ предел текучести при 20 C — не менее 245 МПа, при 560 C — не менее 130 МПа. Предел длительной прочности за 10 ч при 560 C — не менее 78 МПа. Ударная вязкость KCU при 20 C — не менее 49 Дж/см. Твёрдость после термообработки — 156–207 HB.
| Марка стали | Диаметр, мм | в при 20 C, МПа | т при 20 C, МПа | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| 12Х1МФ | 20–60 | 440 | 245 | до 570 |
| 15Х1М1Ф | 60–120 | 490 | 275 | до 585 |
| 12Х2МФСР | 80–160 | 540 | 315 | до 600 |
| 15Х5М | 100–250 | 590 | 390 | до 600 |
Термообработка и структура
Прутки подвергают нормализации с высоким отпуском или закалке с отпуском в зависимости от марки. Для 12Х1МФ — нормализация при 960–980 C, отпуск при 730–750 C. Для 15Х5М — закалка от 1000–1050 C в масле, отпуск при 700–750 C. Структура после обработки — сорбит отпуска или бейнит, обеспечивающая стабильность свойств при длительной эксплуатации. Обезуглероженный слой не превышает 0,3 мм на сторону.
Области применения
Круг из жаропрочных сталей по ТУ 14-1-3618-83 используется для изготовления:
- шпилек и крепежа фланцевых соединений паропроводов высокого давления;
- шпинделей и штоков арматуры энергетических котлов;
- деталей роторов и диафрагм паровых турбин;
- трубных решёток теплообменников нефтехимических установок;
- элементов крепления корпусов реакторов гидрокрекинга;
- осей и валов прокатного оборудования нагревательных печей.
Контроль качества и приёмка
Партия принимается по результатам химического анализа ковшовой пробы, испытаний на растяжение при 20 C и рабочей температуре, испытаний на ударный изгиб и длительную прочность. Проводится контроль макроструктуры травлением, проверка геометрии и маркировки. Сертификат качества содержит номер плавки, режим термообработки, результаты всех испытаний и ссылку на ТУ 14-1-3618-83.
Вопросы и ответы
Какие марки сталей входят в ТУ 14-1-3618-83?
Стандарт охватывает теплоустойчивые и жаропрочные марки: 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 18Х3МВ, 20Х3МВФ, 15Х5М. Выбор марки определяется рабочей температурой и агрессивностью среды.
При какой температуре эксплуатируется круг из стали 12Х1МФ?
Длительная рабочая температура для 12Х1МФ не превышает 570 C. При этой температуре нормируется предел длительной прочности за 10 ч — не менее 78 МПа.
В каком состоянии поставляется жаропрочный круг?
Прокат поставляется после термической обработки — нормализации с отпуском или закалки с отпуском. Твёрдость и механические свойства соответствуют требованиям ТУ для каждой марки.
Проводится ли ультразвуковой контроль прутков?
УЗК внутренних дефектов выполняется по требованию заказчика. Также возможен контроль макроструктуры на темплетах и проверка обезуглероженного слоя.
