Сталь ВНЛ-3 высокопрочная свариваемая

Химический состав в %
C Cr Ni Mo Cu Nb Si Mn S P
≤0,08 13-14,5 4,5-5,5 1,5-2,0 1,2-1,75 ≤0,1 ≤0,7 ≤1,0 ≤0,03
Механические свойства по ОСТ (не менее)
Вид полу-
фабриката
ОСТ Состояние
полуфабриката
или контрольных
образцов
σ0,2 σв δ5 ψ

ан

HB
dотп мм
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Отливки,
полученные
методом
литья по
выплавляемым
моделям и в
керамические
формы
 ОСТ1
90090-73
Термически обработанные
по режиму: гомогенизация при
1110±10°С, охлаждение на
воздухе; закалка с 970±10°С на
воздухе; старение при 460±10°С,
1 час, охлаждение на воздухе
90 125 12 35 4 2,9-3,2
Механические свойства при различных температурах
Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
 
Ест σ0,2 σв δ5
Ψ σ-1 σ100 σ500
кгс/мм2 % кгс/мм2
-70 - - 140 14 30 - - -
20 18500 95 130 15 40 45 - -
300 - - - - - - - 115
400 16000 74 115 6 20 - 100 95
500 - - - - - - 50 -
Механические свойства стали, выплавленной в вакуумной печи
Состояние
материала
σ0,2 σв δ
ψ ан
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Термически обработанный
по режиму: гомогенизация при
1110±10°С, охлаждение на
воздухе; закалка с 970±10°С на
воздухе; старение при 460±10°С,
1 час, охлаждение на воздухе
≥90 ≥125 ≥18 ≥60 ≥8

Влияние поверхностного упрочнения на малоцикловую усталость гладких образцов
Наибольшее
напряжение
циклов σmax
(rн = 0)
кгс/мм2
Число циклов (тыс.) до разрушения (N)* после
шлифования пневмодинами-
ческого наклепа
виброшлифования и
виброполирования
виброшлифования,
виброполирования,
вибронаклепа
обдувки
корундовым
песком
85 16,4-25,7 20,2-32,2 30,3-54,7 37,5-65,2 -
20,6 24,3 41,7 50,1
80 28,7-42,9 - - - 39,9-43,6
33,2 40,2
* В числителе приведены наибольшие и наименьшие значения долговечности, в знаменателе - средние значения.
Малоцикловая усталость проушин из стали ВНЛ-3
(Соединение проушина-болт)
Материал
проушины
Наибольшее
напряжение
циклов σmax
σmax Число
циклов
до
разрушения
Характер
разрушения
кгс/мм2 σв
Сталь ВНЛ-3 55 0,45 7900-9700 Фреттинг
Сталь 30ХГСНА 55 0,3 8000-9000  
Чувствительность к трещине сталей ВНЛ-3 и Х15Н5Д2Т (ВНС-2)
(Испытание образцов с трещиной по методу Дроздовского)
Марка
стали
Размер
образца
Технология
выплавки
σв ат.у.
мм кгс/мм2 кгс·м/см2
ВНЛ-3 10 Вакуумная плавка 122-124 7,5-9,8
ВНЛ-3 10 Открытая выплавка 124,6 4,4
3 Открытая выплавка 124,6 7,7
Х15Н5Д2Т (ВНС-2) 3 - 120,6 6,5

Физические свойства
Плотность: 7800 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С
20-200 20-300
20-400 20-500
α·106 1/град 10,9 11,2 11,6 11,9
Температура, °С
20-100 100-200 200-300
300-400 400-500
α·106 1/град 10,6 11,2 11,9 12,5 13,1
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С
25 100 200 300 400 500 600 700
λ вт/м·град 17,6 18,4 19,7 20,5 21,8 23,4 25,1 26,4
Коррозионная стойкость
Общая коррозионная стойкость основного материала удовлетворительная. Литые детали следует применять после обдувки корундовым или металлическим песком с последующим пассивированием и применением дополнительной защиты по согласованию с ВИАМ.
Технологические данные
Метод выплавки
Сталь выплавляется в открытых и в вакуумных индукционных печах с основной футеровкой согласно инструкции ВИАМ № 1000-71.
Выплавка стали ведется на заданный фазовый состав по прибору МКЛ.
Литейные свойства
Жидкотекучесть стали хорошая. Температура заливки форм, изготовленных в соответствии с инструкциями ВИАМ № 990-71 и 994-71, 1540—1600°С. Линейная усадка — 2%, объемная усадка — 10%.
Прибыли и литники удаляют камнем, механическим путем, плазменной или анодной резкой.
Рекомендуемая термическая обработка
а) предварительная: гомогенизация с 1110±10°С, охлаждение на воздухе;
б) окончательная: закалка с 970±10°С на воздухе, старение при 460±10°С, 1 час.
Термическая обработка отливок ведется согласно инструкции ВИАМ №728-73. Нагрев отливок с температуры 900°С и выше должен производиться в защитной среде или под слоем эмали. Приготовление и нанесение эмали производится в соответствии с инструкцией ВИАМ №955-69.
Свариваемость
Сталь хорошо сваривается аргонодуговой сваркой и ручной дуговой электродами. Может применяться без термической обработки после сварки. Заварку дефектов следует производить согласно инструкции ВИАМ №728-73. Механические свойства сварных соединений должны удовлетворять следующим требованиям (см. таблицу).
Механические свойства сварных соединений
Состояние
материала *
Температура
испытания, °С
Присадка σв ан ат.у.
кгс/мм2 кгс·м/см2
Термически
обработанный
после сварки
20
ЭП410У 120 - -
ЭИ659АВИ 115 8 3
Н-16** 115 6 2
-70 ЭП410У 120 6 -
ЭИ659АВИ 115 6 2
Н-16** 115 5 1
Термически
обработанный
перед сваркой
20 ЭП410У 110 8 -
ЭИ659АВИ 100 12 7
Н-16** 100 8 3
-70 Н-16** 100 4 1
300 ЭП410У 95 - -
400 ЭП410У 90 - -
* Толщина свариваемой стали 15 мм.
** Ручная дуговая сварка, электрод Н-16.

Применение
Крупногабаритные литосварные конструкции, применяемые без термической обработки после сварки, а также высоконагруженные детали, работающие при температурах до 350°С, по согласованию с ВИАМ.

Чувствительность к концентрации напряжений при малоцикловой усталости сталей Х15Н5Д2Т (ВНС-2), 1Х12Н2ВМФ (ЭИ961) и ВНЛ-3

Влияние поверхностного наклепа на усталость стали ВНЛ-3

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3