Жаропрочный лист ГОСТ 20072-74: сортамент, марки и условия эксплуатации
Жаропрочный лист ГОСТ 20072-74 — это горячекатаный и холоднокатаный прокат из деформируемых жаропрочных сталей, поставляемый по стандарту, который нормирует химический состав, режимы термической обработки и механические свойства при повышенных температурах. Стандарт распространяется на стали марок 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 20Х23Н18, 40Х9С2, 45Х14Н14В2М, 10Х11Н20Т3Р и другие, применяемые для изготовления деталей, работающих длительно при температурах до 700–900 C без существенной потери прочности.
Сортамент и геометрические параметры
Лист жаропрочный по ГОСТ 20072-74 выпускается толщиной 0,5–50 мм в зависимости от способа прокатки. Горячекатаный лист поставляется толщиной 4–50 мм, холоднокатаный — 0,5–4 мм. Ширина листа составляет 600–2000 мм, длина — 1000–6000 мм. Предельные отклонения по толщине нормируются по ГОСТ 19903 и ГОСТ 19904. Кромки листа могут быть обрезными или необрезными. Поставка осуществляется в термически обработанном состоянии — после закалки, нормализации или аустенизации с последующим отпуском, что обеспечивает требуемое сочетание жаропрочности и технологической пластичности.
Основные марки и их характеристики
- 12Х18Н10Т — аустенитная сталь с титановым стабилизатором, рабочая температура до 600 C, применяется в сварных конструкциях.
- 20Х23Н18 — жаростойкая аустенитная сталь, эксплуатация до 900 C в окислительных средах.
- 40Х9С2 — мартенситная сталь, рабочая температура до 700 C, высокая эрозионная стойкость.
- 45Х14Н14В2М — аустенитная сталь с вольфрамом и молибденом, длительная прочность при 650–700 C.
- 10Х11Н20Т3Р — аустенитная сталь с боро- и титансодержащими добавками, работа при 600–750 C под нагрузкой.
Механические свойства при повышенных температурах
Ключевой параметр жаропрочного листа — предел длительной прочности, определяемый при заданной температуре за базовое время 100–10000 часов. Для стали 12Х18Н10Т предел длительной прочности при 600 C составляет не менее 78 МПа за 10000 ч. Для стали 45Х14Н14В2М при 700 C — не менее 108 МПа за 1000 ч. Предел ползучести нормируется при напряжении, вызывающем деформацию 0,2 % за 100 ч. Жаропрочный лист сохраняет пластичность при рабочих температурах: относительное удлинение при 600 C для аустенитных марок составляет 25–40 %.
| Марка стали | Толщина, мм | в при 20 C, МПа | Рабочая температура, C | Тип структуры |
|---|---|---|---|---|
| 12Х18Н10Т | 0,5–50 | 510 | до 600 | аустенитная |
| 20Х23Н18 | 2–40 | 550 | до 900 | аустенитная |
| 40Х9С2 | 4–30 | 690 | до 700 | мартенситная |
| 45Х14Н14В2М | 4–25 | 740 | до 700 | аустенитная |
| 10Х11Н20Т3Р | 4–20 | 640 | до 750 | аустенитная |
Области применения
Жаропрочный лист ГОСТ 20072-74 используется для изготовления элементов камер сгорания газотурбинных установок, коллекторов и трубопроводов высокотемпературных контуров, деталей печной арматуры, теплообменников систем регенерации, крепежа для энергетического оборудования. В нефтехимии из него изготавливают реакторы каталитического крекинга и змеевики трубчатых печей. В авиадвигателестроении — жаровые трубы и элементы выхлопных систем. Лист применяется также для футеровки высокотемпературных печей сопротивления и индукционных установок.
Технологические особенности
Жаропрочный лист удовлетворительно сваривается аргонодуговой и электрошлаковой сваркой. Аустенитные марки склонны к межкристаллитной коррозии при нагреве в интервале 450–850 C, что требует стабилизирующего отжига после сварки. Мартенситные стали перед сваркой подогревают до 200–300 C. Гибка листа выполняется в горячем состоянии при 950–1100 C с последующей термической обработкой. Обработка резанием аустенитных марок затруднена из-за склонности к наклёпу.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура жаропрочного листа по ГОСТ 20072-74?
Для аустенитных марок 20Х23Н18 и 10Х11Н20Т3Р — до 900 C и 750 C соответственно. Мартенситные стали 40Х9С2 и 45Х14Н14В2М эксплуатируются до 700 C.
В каком состоянии поставляется жаропрочный лист?
Лист поставляется в термически обработанном состоянии: аустенитные марки — после аустенизации, мартенситные — после закалки и отпуска. Твёрдость и механические свойства указываются в сертификате качества.
Чем нормируется химический состав жаропрочных сталей?
Химический состав регламентируется ГОСТ 20072-74 и соответствующими стандартами на марки стали. Отклонения по массовой доле элементов не должны превышать допустимых значений.
Применяется ли жаропрочный лист для сварных конструкций?
Да, аустенитные марки 12Х18Н10Т и 10Х11Н20Т3Р широко применяются в сварных конструкциях. После сварки рекомендуется стабилизирующий отжиг при 850–900 C для предотвращения межкристаллитной коррозии.
