Сталь 03Х11Н10М2Т (ВНС-17, ЭП678) высокопрочная коррозионностойкая

Химический состав в %
Cr Ni Mo Ti Fe Nb B Zr Ca Al C Mn Si S P
не более
10-11,5 9-10,5 1,8-2,3 0,7-1,1 Основа 0,15 0,003 0,02 0,05 0,15 0,03 0,1 0,1 0,01 0,01
Механические свойства по ТУ (не менее)
Вид полу-
фабриката
ТУ Состояние
полуфабриката
или контрольных
образцов
σ0,2 σв δ5
ψ ан
кгс/мм2 % кгс·м/см2
не менее
Прутки
диаметром
15-180 мм и
квадратным
сечением
15-180 мм
ТУ №122-68*
"Электро-
сталь"

Закаленные с 860°С на воздухе
и состаренные при 500°С, 2 часа**

≥130 ≥145 8 35 3
Лента 
толщиной
0,2-1,2 мм 
ТУ №14-
130-7-71*

"Серп и
молот"
Закаленная с 860°С - ≤110 5*** - -
Закаленная с 860°С и состаренная
при 500°С, 2 часа
- 145-165 4*** - -
Нагартованная - 115-135 2,5*** - -
Нагартованная и состаренная
при 500°С, 2 часа
- 160-180 2,5*** - -
Серебрянка
диаметром
4,35 и 5,15 мм
 ТУ №14-
130-12-72*

"Серп и
молот"
Полунартованная ≤100 ≤110 12 70 -
Закаленная с 860°С и состаренная
при 500°С, 2 часа
≥135 ≥145 8 45 -

* Механические свойства факультативны.

** Испытывались образцы из прутков квадратным сечением 90 мм, в продольном направлении.

*** Определяется на длине l = 4B (где В - ширина образца).

Механические свойства при различных температурах
Вид полу-
фабриката 
Состояние Температура
испытания, °С
 
Eд Ест σпц σ0,2 σв δ5* Ψ σвн ан
кгс/мм2 % σв кгс·м/см2

Прутки
диаметром
12-20 мм

Закаленные с 860°С на воздухе 20 - - - 86-96 96-105 13-16,5 67-75 1,63 19-26
-70 - - - 105 115 11,5 70 1,63 20
-196 - - - 129 146 13,0 59 1,62 11
-253 - - - 176 189 13,0 50 1,29 7,7
-70 - - - - 174 7,6 55 1,39 4,6
Закаленные с 860°С и состаренные при 500°С, 2 часа 20 20300 19600 112-128 139-157 145-165 8,5-12,5 45-60 1,54 5-9
200 - - - 138 140 10,0 58 - -
300 - - - 128 130 10,0 58 - -
400 17600 15600 81 117 125 10,0 58 - -
450 17250 15100 75 112 119 11,0 57 - -
500 16650 - - 100 103 14,5 69 - -
525 - - - 89 93 14,5 69 - -
550 16600 - - - - - - - -
Листы
толщиной
2-3 мм
Закаленные с 860°С на воздухе 20 - - - 87-92 98-103 13-15 - - -
Закаленные с 860°С и состаренные при 500°С, 2 часа 20 - - - 139-155 145-165 8-9 - - -
Нагартованные (50% обжатия) 20 - - - 118 125 7 - - -
Нагартованные (75% обжатия) 20 - - - 130 135 6 - - -
Нагартованные (50% обжатия) и состаренные при 500°С, 2 часа 20 - - - 165 180 5 - - -
Нагартованные (75% обжатия) и состаренные при 500°С, 2 часа 20 - - - 195 200 4 - - -
Пределы длительной прочности, ползучести, выносливости и механические свойства при испытании на кручение
Вид полу-
фабриката
Состояние
Температура
испытания, °С
σ500 σ0,2/500 σ-1* σн-1** G τпц τ0,3 τв τср τср
кгс/мм2 σв
Прутки
диаметром
12-20 мм
Закаленные с 860°С и
состаренные при 
500°С, 2 часа
20 - - 60 30 7300 75 100 123 100 0,64
400 118 90 - - - - - - - -
450 85 70 - - - - - - - -
500 50 - - - - - - - - -

* На базе 107 циклов.

** αк = 2,2.

Чувствительность к перекосу, трещине и к замедленному разрушению при смачивании водой
Вид полу-
фабриката
Состояние
σнв кгс/мм2
(испытания с
перекосом, град)
σнтр 
кгс/мм2
Время (мин.)
до разрушения в
дистиллированной воде
образца с трещиной
длиной 2,5 мм при напряжении
Твердость
HRC
0 4 8 lтр = 2,5 мм lтр = 6,0 мм

Прутки
диаметром
12-20 мм

Закаленные с 860°С на воздухе и состаренные при 500°С, 2 часа 215 172 92 - - - 42-46
Листы
толщиной
2-3 мм
Закаленные с 860°С на воздухе и состаренные при 500°С, 2 часа - - - 165 161 При σ=148 кгс/мм2
τ>13000 мин

-

Закаленные с 860°С на воздухе - - - - - - 27-31
Нагартованные (50% обжатия) - - - - - - 32-34
Нагартованные (75% обжатия) - - - - - - 34-37
Физические свойства
Плотность: 7850 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С
20-100 20-200 20-300
20-400 20-500
α·106 1/град 10,4 10,7 11,0 11,3 11,6
Температура, °С
100-200 200-300
300-400 400-500
α·106 1/град 11,1 11,7 12,2 12,8
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С
25 100 200 300 400 500 600 700 800 900
λ* вт/м·град 17,7 18,0 19,3 20,1 20,9 21,3 22,6 24,3 26,8 29,3
Удельная теплоемкость
Температура, °С
100 200 300 400 500 600 700 800
с кдж/кг·град 0,460 0,502 0,544 0,628 0,712 - 0,733 0,712
Критические точки
А1 Ас1 Ас3 Мн
520-580°С * 630-650°С ** 690-720°С 150-200°С

* Выдержка при нагреве 1-5 часов.

** Нагрев со скоростью 300 град/час.

Коррозионная стойкость

Сталь (основной материал) обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Азотирование не снижает коррозионной стойкости (испытания в тропической камере).

Технологические данные
Метод выплавки

Сталь выплавляется в открытых индукционных или дуговых, вакуумных индукционных электропечах с последующим переплавом в вакуумных дуговых или электронно-лучевых печах.

Обработка резанием
Сталь обрабатывается резанием аналогично другим сталям мартенситного класса такой же прочности и не имеет каких-либо специфических особенностей.
Рекомендуемая термическая обработка
Закалка с 860°С, 40 мин, охлаждение на воздухе; старение при 500°С, 2 час, охлаждение на воздухе. Для снятия нагартовки холоднодеформированного металла применяют закалку с 900—950°С, 15—30 мин, охлаждение на воздухе.
Азотирование

Азотирование проводится при температуре 550—650°С в течение 36 часов. При этом образуются слои глубиной 0,20—0,25 мм с поверхностной твердостью ≥800 кгс/мм2.

С целью стабилизации структуры и размеров деталей при азотировании и последующей их эксплуатации перед азотированием проводится предварительная термическая обработка стали по следующим режимам:

а) для деталей, работающих в интервале температур от –70 до 500°С, — закалка с 860°С, 40 мин, охлаждение на воздухе, отпуск при 580°С, 10 часов;

б) для деталей, работающих в интервале температур от –196 до 500°С, — закалка с 860°С, 40 мин, охлаждение на воздухе, отпуск при 640°С, 4 часа и отпуск при 580°С, 10 часов.

Механические свойства стали после азотирования
Состояние Температура
испытания, °С
 
Твердость σ0,2 σв δ5
Ψ ан
HV HRC
(сердцевина)
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Закаленные с 860°С на воздухе, отпущенное при 580°С, 10 часов, выполнено ложное азотирование при 550°С, 36 часов 20 - 30-36 105 115 19 64 13
Закаленные с 860°С на воздухе, отпущенное при 580°С, 10 часов, выполнено азотирование при 550°С, 36 часов 20 950 30-36 105 120 6 20 10
Закаленные с 860°С на воздухе, отпущенное при 640°С, 4 часа и 580°С, 10 часов, выполнено ложное азотирование при 550°С, 36 часов 20 - 28-34 80 100 20 70 12
Закаленные с 860°С на воздухе, отпущенное при 640°С, 4 часа и 580°С, 10 часов, выполнено азотирование при 550°С, 36 часов 20 950 28-34 83 105 7 24 12
-196 - - 120 130 2 9 3,5
Свариваемость

Сталь хорошо сваривается, в том числе в состаренном состоянии, ручной и автоматической аргонодуговой электросваркой без присадки (ИН) и с присадкой (ИНп), а также точечной и роликовой сваркой (ТС и PC) и не требует дополнительной (после сварки) термической обработки.

Точечная и роликовая сварка с прокладками никелевой фольги позволяет получить сварные соединения, которые не охрупчиваются при длительных нагревах до 400°С. В качестве мартенситной присадки применяется проволока из сталей Х11Н9М2Т (св. ЭП659А-ВИ) и X11H10M2T (ЭП678, ВНС-17). Присадку из стали X11H10M2T (ЭП678, ВНС-17) применяют для сварки листов малых толщин (до 5 мм), чтобы иметь возможность провести старение швов на σв≤130 кгс/мм2. Старение швов на более высокий предел прочности не рекомендуется.

Свойства сварных соединений
Вид полу-
фабриката
Вид сварки
и состояние
σв ан  кгс·м/см2 Угол
изгиба,
град
кгс/мм2 центр
шва
граница
литого
металла
зона
термического
влияние
Листы
толщиной
15 мм
Ручная аргонодуговая с присадкой (ИНп):
присадка - сталь Х11Н9М2Т (св. ЭП659А-ВИ)
105 10 11 9,5 -
Листы
толщиной
1-2 мм
Автоматическая аргонодуговая без присадки (ИН) 100 - - - 104-148
Обработка давлением

Сталь хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. Температурный интервал горячей деформации 1200—900°С. Охлаждение после горячей деформации на воздухе.

Штампуемость листового материала в закаленном состоянии
Вытяжка
Квыт
Отбортовка
Котб
Выдавка Квыд

Гибка на 90°

rmin

плоская сферическая
1,95-2,0 1,55-1,60 0,07-0,08 0,20-0,22 1,5-2,0 s*
* s - толщина листа

Применение

Силовые детали, обшивка, листовые детали внутреннего набора, раскатные обечайки, в том числе нагартованные, детали крепления и детали, работающие при криогенных температурах (в закаленном состоянии).

Для длительной работы основного материала до 400°С, кратковременной — до 500°С. Детали со стыковыми швами — для длительной работы до 280°C; детали с контактной электросваркой с применением никелевых прокладок и стыковыми швами с аустенитной присадкой — для длительной работы до 450°С и кратковременной до 500°С.

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3