Сталь ЭП33 (ЭИ969М, 10Х11Н23Т3МР) аустенитная жаропрочная

Химический состав в %
C Cr Ni Ti Mo Fe Al Mn Si B* S P
не более
≤0,1 10-12,5 21-25 2,6-3,2 1,0-1,6 Основа 0,8 0,6 0,6 0,02 0,01 0,01
* Вводится по расчету и химическим анализом не определяется.
Механические свойства по ТУ
Вид
полу-
фабри-
ката
ТУ
Состояние
контрольных
образцов
Метод
выплавки
Темпе-
ратура 
испыта-
ния, °С
σ0,2 σв σ50 σ100 δ5
ψ

ан

HB
dотп 
мм
кгс/мм2 % кгс·м/см2
не менее
Пруток
диаметром
(или со
стороной
квадрата)
до 240 мм,
шайба
ТУ14-1-
312-72
Термически
обработанные
по режиму:
 
закалка с 1100-1170°С
(2-5 часов), 
на воздухе
или в масле, старение при
750-800°С, 16-25 часов
В открытых
печах
20 60 90 - - 8 10 3 3,4-3,8
700 - - - 40 - - - -
750 - - 30 - - - - -
ВД 20 60 90 - - 8 12 3 3,4-3,8
700 - - - 40 - - - -
750 - - 30 - - - - -
закалка с 950-1050°С
(2-5 часов) 
в масле,
старение при 730-780°С,
16 часов+при 600-650°С,
10-16 часов
В открытых
печах
20 70 100 - - 10 12 3 3,2-3,5
600 - - 58 - - - - -
ВД 20 70 100 - - 12 14 3 3,2-3,5
600 - - 58 - - - - -
Пруток
калибро-
ванный,
шлифо-
ванный,
сереб-
рянка
ТУ14-1-
3957-85
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
закалка с 1000-1100°С
(1-2 часа) 
в масле,
старение при 750-780°С,
16 часов+при 640-660°С,
16 часов
ВД 20 80 110 - - 13 20 4 3,3-3,6
Пруток со
специаль-
ной отдел-
кой поверх-
ности
ТУ14-1-
1239-75
Термически
обработанные
по режиму:
 
закалка с 1000±10°С
в масле, старение при
700-750°С, 3-5 часов
ВД 20 70 100 - - 10 14 - -
закалка с 1000-1100°С
(1-2 часа) 
в масле,
старение при 750-780°С,
16 часов+при 630-650°С,
16 часов
20 70 100 - - 10 14 - -
Поковка
диаметром
180-400 мм
или со сто-
роной квад-
рата 200-
350 мм 

ТУ14-1-
2902-80;

ТУ14-1-
2918-80

Термически
обработанные
по режиму:
 
закалка с 1100-1170°С
(2-5 часов), 
на воздухе
или в масле, старение при
750-800°С, 16-25 часов
В открытых
печах
20 60 90 - - 8 10 3 3,4-3,8
700 - - - 40 - - - -
750 - - 30 - - - - -
ВД 20 60 90 - - 8 12 3 3,4-3,8
700 - - - 40 - - - -
750 - - 30 - - - - -
закалка с 950-1050°С
(2-5 часов) 
в масле,
старение при 730-780°С,
16 часов+при 600-650°С,
10-16 часов
В открытых
печах
20 70 100 - - 10 12 3 3,2-3,5
600 - - - 58 - - - -
ВД 20 70 100 - - 12 14 3 3,2-3,5
600 - - - 58 - - - -
Лист
горяче-
катанный
ТУ14-1-
2478-78
В состоянии поставки
(после закалки с
980-1000°С в воде
или на воздухе)
ВД 20 - ≤75 - - 35 - - -
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
старение при 700-750°С,
8 часов (в состоянии
поставки закаленные)
ВД 20 70 100 - - 20 - - -
700 - 70 - - 10 - - -
Лента ТУ14-1-
1008-74
В состоянии поставки
(после закалки с
1020-1040°С в воде
или на воздухе)
ВД 20 - ≤75 - - 25 - - -
Проволока
холоднотя-
нутая (для
пружин)
ТУ14-1-
929-74
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
старение при 700±10°С,
5 часов после
нагартовки)
В открытых
печах, ВД
 
- на 20% 20 - 100 - 30 - - - -
- на 40% 20 - 110 - 30 - - - -

Механические свойства при комнатной и высоких температурах
(сталь открытой выплавки)
Вид
полу-

фабри-
ката

Состояние

Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
 
Е Ед σпц σ0,2 σв δ5
Ψ ан HB
кгс/мм2 % кгс·м/см2 dотп
мм
Пруток,
поковка
(со сто-
роной
квадрата
90 мм)
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
 
закалка с 1160-1180°С
(2-8 часов) 
на воздухе,
старение при 750-780°С,
16-25 часов
20 19000 - 52 68-70 95-102 (10-15)* 14-19 3 3,5-3,8
500 13600 - 51 64 90 9* 14 - -
600 13100 - 49 63 86 10* 16 - -
700 12400 - 47 69 71 11* 17 - -
750 12200 - 37 52 62 8* 13 - -
800 11100 - 30 39 46 17* 36 - -
закалка с 1100-1130°С
(2-5 часов) в масле
,
старение при 750-780°С,
16 часов (охлаждение
на воздухе или в печи
до 600-650°С) + при
600-650°С, 10-16 часов
20 - 19600 - 65-80 110-125 13-30 15-35 3-10 3,25-3,5
500 - 16400 - - 95-105 15-30 15-35 - -
600 - 15800 - - 85-105 10-22 10-25 - -
700 - 15200 - - 65-85 8-18 10-26 - -
750 - 14900 - - 58-70 8-14 10-25 - -
закалка с 950-1050°С
(3-5 часов) в масле
,
старение при 720-750°С,
16 часов (охлаждение
в печи до 620-650°С)
+ при 620-650°С,
10-16 часов
20 - - - 85-100 110-130 20-25 25-40 5-10 3,2-3,5
500 - - - 85-98 100-115 13-20 25-35 - -
600 - - - 75-91 100-105 12-20 25-35 - -
700 - - - 70-80 80-90 10-15 10-25 - -
750 - - - - 60-75 12-16 15-25 - -
* δ10
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
(сталь вакуумно-дугового переплава)
Вид
полу-

фабри-
ката

Состояние

Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
 
σ0,2 σв δ5
Ψ ан HB
кгс/мм2 % кгс·м/см2 dотп
мм
Поковка со
стороной
квадрата
90 мм
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
 
закалка с 1120°С
(3 часа) в масле
,
старение при 780°С,
16 часов (охлаждение
в печи до 620°С) +
при 620°С, 10 часов
20 75-95 105-125 13-22 14-27 5-9 3,3-3,45
500 - 95-113 15-20 15-30 - -
600 - 90-108 12-26 15-35 - -
650 - 80-100 12-26 17-35 - -
700 - 68-85 12-30 17-35 - -
750 - 58-70 17-40 20-40 - -
закалка с 1000°С
(3 часа) в масле
,
старение при 750°С,
16 часов (охлаждение
в печи до 650°С) +
при 650°С, 10-16 часов
20 90-103 120-130 18-26 20-40 4,5-8 3,1-3,3
500 - 105-120 13-20 20-40 - -
550 - 100-114 12-20 20-44 - -
600 - 95-108 15-30 25-48 - -
650 - 90-97 15-30 18-50 - -
700   75-85 14-30 15-45 - -
Механические свойства при низких температурах
(сталь вакуумно-дугового переплава)
Вид
полу-

фабри-
ката

Состояние

Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
 
σ0,2 σв σвн* δ5
Ψ ан
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Пруток,
поковка
(со сто-
роной
квадрата
90 мм)
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
 
закалка с 1000°С
(3-5 часов) в масле
,
старение при 720-750°С,
16 часов + при 630-650°С,
10-16 часов
-196 109 159 168-180 15 17 7
-70 92-100 139 168-180 20-25 35-40 8
20 90 124 159-170 20 30 7,7
закалка с 1120°С
(3 часа) в масле
,
старение при 775°С,
16 часов + при 600°С,
5 часов

-253 114 154 - 5 9 3,5
-196 96-107 140 163-171 14 16 6
-70 82-92 129 155-165 19 21 -
20 85 115 140-152 16 16 6
* rs = 0,1 мм; Kt = 4,5.
Механические свойства поковок для диска
(сталь вакуумно-дугового переплава)

Состояние
материала

Место
вырезки
образца
(направление)
Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
 
σ0,2 σв δ5
Ψ
кгс/мм2 %
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
 
закалка с 1000°С
(3 часа) в масле
,
старение при 750-780°С,
16 часов + при 650°С,
(10-16 часов)
Обод
(тангенциальные)
20 80-105 110-130 15-25 17-32
500 - 108 13 29
550 - 108 13 30
600 - 108 13 30
Полотно
(радиальные)
20 90 110-130 21 33
400 - 106 16 36
500 - 105 15 33
550 - 105 15 36
Ступица
(радиальные)
20 90 120 17 30
400 - 108 14 25
500 - 106 14 32
закалка с 1120°С
(3 часа) в масле
,
старение при 780°С,
16 часов + при 620°С,
10 часов
Обод
(тангенциальные)
20 75 110 14 15
600 - 92 12 15
700 - 70 15 18
Полотно
(радиальные)
20 - 114 10 12
600 - 92 15 19
700 - 73 12 13
Ступица
(радиальные)
20 76 113 11 15
600 - 90 17 23
700 - 68 19 21
Пределы длительной прочности
Вид
полу-

фабри-
ката

Состояние

Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
 
σ100 σ500 σ1000 σ2000 σ5000 σ10000 σ100н*
σ100
кгс/мм2
Пруток
горячека-
танный
Термически обрабо-
танный 
по режиму:
 
старение при 780°С,
16 часов + при 650°С,
16 часов
550 - - 68 - 59 54 -
650 - - 38 - 25 21 -
закалка с 1120°С
(2 часа) на воздухе
,
старение при 850°С,
5 часов + при 700°С,
25 часов
650 - - 45 - 36 34 -
Пруток
горячека-
танный,
штамповка
диска
Термически обрабо-
танный 
по режиму:
закалка с 1120°С
(3 часа) в масле
,
старение при 850°С,
16 часов + при 750°С,
16 часов

650 - - 38-39 - 32-33 28-29 -
700 - - 25-26 - 18-19 15-16 -
Пруток,
поковка
(со сто-
роной
квадрата
90 мм)
Термически обрабо-
танный 
по режиму:
закалка с 1160-1180°С
(2-8 часов) на воздухе
,
старение при 775°С,
16-25 часов


500 - - - - - - -
600 - - - - - - -
650 - - - - - - 1
700 - - - - - - 1
750 - - - - - - -
закалка с 1100-1130°С
(2-5 часов) в масле
,
старение при 730-780°С,
16 часов (охлаждение в печи
до 600-650°С или на воздухе)
+ при 600-650°С, 10-16 часов
500 75-83 74-78 70-74 68-72 - - -
600 60-63 - - - - - -
650 49-50 39-71 37-39 35-36 - - -
700 40-42 32-34 30-32 28-30 - - -
750 28-32 19-21 - - - - -
закалка с 950-1050°С
(3-5 часов) в масле
,
старение при 720-750°С,
16 часов (охлаждение в
печи до 620-650°С) + при
620-650°С, 10-16 часов
500 90 - - - - - 1**
550 70 - - - - - 1**
600 60 - - - - - 1**
* rн = 0,5 мм; αа = 2,10.
** rн = 0,1 мм; αа = 4,5.

Пределы ползучести, выносливости
Вид полу-
фабриката
Состояние
Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
σ0,2/100 σ-1 σ-1н*
по остаточной
деформации
На базе 107
циклов
кгс/мм2
Пруток,
поковка
(со стороной
квадрата 90 мм)
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
закалка с 1170-1180°С
(2 часа) на воздухе
,
старение при 775°С,
20 часов
500 ≥60 - -
700 34 - -
750 23,5 26 26
* rн = 0,75 мм; αа = 1,89 (ГОСТ 25.502-79).
Механические свойства после длительных нагревов
Состояние
материала
Метод
выплавки
Режим нагрева Темпе-
ратура 
испыта-
ния, °С
σв δ5 ан
темпера-
тура , °С
продолжитель-
ность, час
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Термически
обработанные

по режиму:
закалка с 1120°С
(3 часа) в масле
,
старение при 780°С,
16 часов + при 620°С,
10 часов
ВД 550 200 550 100 13-20 -
500 550 100 12-15 -
700 200 700 75 20 -
500 700 73 17-20 -
200* 700 77 13 -
500* 700 73 12 -
1000* 700 68-70 10 -
закалка с 1120°С
(2 часа) на воздухе
,
старение при 850°С,
5 часов + при 700°С,
25 часов
ВД Без нагрева 20 107 23 6,4
350 1000 20 128 22 6
3000 20 123 20 6,3
5000 20 121 24 5,3
10000 20 130 24 6,6
650 1000 20 127 22 6,4
3000 20 123 19 6,1
5000 20 123 19 4,6
10000 20 127 19 4
старение при 780°С,
16 часов + при 650°С,
16 часов
ВД Без нагрева 20 128 26 4,8
550 1000 20 132 22 3,3
5000 20 136 22 3,4
10000 20 131 23 3,3
650 1000 20 122 23 3
5000 20 116 21 2,7
10000 20 110 21 2,2
закалка с 1120°С
(3 часа) в масле
,
старение при 850°С,
16 часов + при 750°С,
16 часов
В открытых
печах
600 10000 20 122 18 4
600 - 14 -
20000 20 122 15 2,8
600 - 12 -
650 10000 20 123 15 3,2
600 - 18 -
20000 20 118 14 3,4
600 - 19 -
700 500 20 113 13 -
700 - 19 -
2000 20 118 10 2,6
700 - 20 -
4000 20 98 8 -
700 - 22 -
10000 20 82 5 -
700 - 19 -
750 2000 20 86 16 3,5
750 - 30 -
* Испытания под напряжением (σ = 20 кгс/мм2).
Релаксационные свойства
Состояние
материала
Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
σ0 Остаточное напряжение
кгс/мм2, после испытания
в течение, час
кгс/мм2 100 200 500
Термически обработанный
по режиму: закалка с 1100°С
(2 часа) в масле
, старение при
750°С, 16 часов + при 650°С,
16 часов
500 35 35 35 35
600 35 33 32 32
650 35 32 32 32
700 35 28 24,5 24
750 35 17 15 12
800 35 6 - -

Физические свойства
Плотность: 7950 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500
20-600 20-700
α·106 1/град 15,3 15,9 16,5 16,9 17,3 17,7 18,2
Температура, °С
100-200 200-300 300-400 400-500
500-600 600-700
α·106 1/град 16,5 17,6 18,1 19,0 19,6 21,8
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С
100 200 300 400 500 600 700 800
λ вт/м·град 13,8 15,1 16,8 18,0 19,7 20,9 22,2 23,9
Коррозионная стойкость
Сталь обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью во всеклиматических условиях.
Жаростойкость
Сталь обладает удовлетворительным сопротивлением газовой коррозии при температурах до 700°С (кратковременно до 750°С).
Технологические данные
Метод выплавки
Сталь выплавляется в открытых печах и методом вакуумно-дугового переплава.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид
термической
обработки
Температура,
°С
Выдержка,
час
Условия
охлаждения
Закалка *:  
I режим 980-1040 2-3 В масле
II режим 1080-1120 2-3
Двойное старение:  
1-е старение (750-780)** 16 В печи до 620-660°С
или на воздухе
2-е старение 620-660 10-16 На воздухе
* Режим закалки выбирается в зависимости от рабочей температуры деталей: от -253 до +650°С (I режим); от 650 до 750°С (II режим).
** Температура старения рекомендуется в зависимости от температуры предшествующей закалки: при 750 или 770-780°С после закалки с 1000 и 1100°С соответственно.
Горячая обработка давлением
Вид
обработки
Температура
деформации, °С
Степень
деформации
за один
нагрев, %
Условия
начала окончания нагрева * охлаждения
Ковка,
прокатка,
штамповка
1090 880 35 В открытых
печах
На воздухе
Обрабатываемость резанием
Сталь удовлетворительно обрабатывается резанием.

Применение
Для крепежных деталей, дисков и рабочих лопаток турбины и компрессора, корпуса турбины, кольцевых деталей (в том числе соединительных колец), работающих при температурах до 750°С (длительно до 650°С), а также цилиндрических винтовых пружин, работающих при температурах 400-650°С.

Диаграммы растяжения стали ЭП33 (10Х11Н23Т3МР) до предела текучести

Диаграммы растяжения стали ЭП33 (10Х11Н23Т3МР) от предела текучести до разрушения

Кривые ползучести стали ЭП33 (10Х11Н23Т3МР) в термически обработанном состоянии

Кривые длительной прочности стали ЭП33 (10Х11Н23Т3МР) в термически обработанном состоянии

Кривые релаксации стали ЭП33 (10Х11Н23Т3МР) при растяжении в течение 200 часов

Кривые релаксации стали ЭП33 (10Х11Н23Т3МР) при испытании в течении до 5000 часов

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3