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

: Категория: Высокопрочные стали специального назначения

Сталь высокопрочная

Химический состав в %
Cr	Ni	Mo	Ti	Fe	Nb	B	Zr	Ca	Al	C	Mn	Si	S	P
Cr	Ni	Mo	Ti	Fe	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 полуфабриката	ТУ	Состояние полуфабриката или контрольных образцов	σ_0,2	σ_в	δ₅	ψ	а_н
			кгс/мм²		%		кгс·м/см²
			кгс/мм²		не менее
Прутки диаметром 15-180 мм и квадратным сечением 15-180 мм	ТУ №122-68* "Электросталь"	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***	-	-
		Нагартованнаяи 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	-
Серебрянка диаметром 4,35 и 5,15 мм	ТУ №14-130-12-72* "Серп и молот"	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 полуфабриката	Состояние	Температура испытания,°С	E_д	Е_ст	σ_пц	σ_0,2	σ_в	δ₅*	Ψ	σ_в^н	а_н
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания,°С	кгс/мм²					%		σ_в	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 полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ₅₀₀	σ_0,2/500	σ_-1*	σ^н_-1**	G	τ_пц	τ_0,3	τ_в	τ_ср	τ_ср
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²									σ_в
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. **α_к = 2,2.

Чувствительность к перекосу, трещине и к замедленному разрушению при смачивании водой
Вид полуфабриката	Состояние	σ_н^в кгс/мм² (испытания с перекосом, град)			σ_н^тр кгс/мм²		Время (мин.) до разрушения в дистиллированной воде образца с трещиной длиной 2,5 мм при напряжении	Твердость HRC
Вид полуфабриката	Состояние	0	4	8	l_тр = 2,5 мм	l_тр = 6,0 мм		Твердость HRC
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	Приσ = 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
Коэффициент термического линейного расширения
Плотность: 7850 кг/м³
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		А_с1			А_с3			М_н
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		σ_0,2	σ_в	δ₅	Ψ	а_н
Состояние	Температура испытания,°С	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 σ_в≤130 кгс/мм². Старение швов на более высокий предел прочности не рекомендуется.

Свойства сварных соединений
Вид полуфабриката	Вид сварки и состояние	σ_в	а_нкгс·м/см²			Угол изгиба, град
Вид полуфабриката	Вид сварки и состояние	кгс/мм²	центр шва	граница литого металла	зона термического влияние	Угол изгиба, град
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 К_выт	Отбортовка К_отб	Выдавка К_выд		Гибка на 90° r_min
Вытяжка К_выт	Отбортовка К_отб	плоская	сферическая	Гибка на 90° r_min
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.