15Х12ВНМФ, также обозначаемая как 1Х12ВНМФ и ЭИ802, является высоколегированной жаропрочной сталью мартенсито-ферритного класса. Материал применяют для лопаток, поковок и крепежных деталей турбин, рассчитанных на длительный срок службы при температурах до 580 °С. Температура окалинообразования указана на уровне 750 °С.
Назначение и особенности жаропрочной стали
Основная область использования стали связана с деталями турбин, для которых в справочных данных установлена длительная работа при нагреве до 580 °С. К таким изделиям относятся лопатки, поковки и крепежные детали. При рассмотрении материала учитывают его принадлежность к мартенсито-ферритному классу, жаропрочное назначение и требования к конкретному виду проката.
Для этой марки приведен зарубежный аналог PN 15H12WMF, известный по польской системе обозначений. Аналогичное обозначение не заменяет нормативные требования к российскому прокату, поэтому вид поставки и применяемый документ рассматривают отдельно.
Химический состав и классификация
Состав нормирован в массовых долях. Основу легирования формируют хром, молибден, вольфрам и ванадий; также указаны углерод, кремний, марганец, никель, титан и медь. Для серы и фосфора установлены предельные значения.
| Элемент | Содержание, % |
|---|
| Углерод C | 0,12–0,18 |
| Кремний Si | до 0,4 |
| Марганец Mn | 0,5–0,9 |
| Никель Ni | 0,4–0,8 |
| Сера S | до 0,025 |
| Фосфор P | до 0,03 |
| Хром Cr | 11–13 |
| Молибден Mo | 0,5–0,7 |
| Вольфрам W | 0,7–1,1 |
| Ванадий V | 0,15–0,3 |
| Титан Ti | до 0,2 |
| Медь Cu | до 0,3 |
Критические точки материала составляют Ac1 = 800–810 °С и Ac3 (Acm) = 860–880 °С. Эти значения приведены как справочные температурные характеристики стали.
Механические и физические характеристики
При температуре 20 °С для прутка по ГОСТ 5949-75 указаны временное сопротивление 740 МПа, предел пропорциональности 590 МПа, относительное удлинение 15% и относительное сужение 45%. Для прутка по ГОСТ 18968-73 временное сопротивление также составляет 740 МПа, предел пропорциональности находится в диапазоне 590–735 МПа, удлинение равно 15%, а сужение достигает 50%.
Для сорта по ГОСТ 5582-75 приведены временное сопротивление 740 МПа, предел пропорциональности 590 МПа, относительное удлинение 15% и относительное сужение 45%. Ударная вязкость KCU для прутка по ГОСТ 5949-75 и ГОСТ 18968-73, а также для сорта по ГОСТ 5582-75 указана как 590 кДж/м2.
- Плотность при 20 °С: 7850 кг/м3.
- Модуль упругости при 20 °С: 2,16 МПа.
- Коэффициент линейного расширения при 100–600 °С: от 10 до 11,6 1/град.
- Теплопроводность при 100–600 °С: от 24 до 27,2 Вт/(м·град).
- Удельная теплоемкость при 100–600 °С: от 477 до 896 Дж/(кг·град).
- Удельное электросопротивление при 100–600 °С: данные приведены в справочной таблице материала.
- Твердость после отжига для прутка по ГОСТ 5949-75: HB 10-1 = 229 МПа.
- Твердость после нормализации и отпуска для прутка по ГОСТ 18968-73: HB 10-1 = 229–269 МПа.
Обработка, сварка и выбор проката
Свариваемость материала классифицирована как трудносвариваемая. В справочных обозначениях этой категории указано, что для получения качественных сварных соединений требуются предварительный подогрев до 200–300 °С во время сварки и последующая термообработка с отжигом. Конкретный порядок операций связывают с принятой технологией и видом детали.
Для прутка по ГОСТ 18968-73 приведена термообработка нормализацией и отпуском. Для сорта по ГОСТ 5582-75 указан режим: отжиг при 900–950 °С в печи, закалка при 1000–1020 °С в масле и отпуск при 600–700 °С на воздухе. Эти режимы относятся к указанным в документе видам проката и не должны автоматически переноситься на другую форму поставки.
При выборе материала сначала определяют форму изделия, затем сверяют ее с нормативным документом. Для листов и полос в справочных данных приведены отдельные обозначения поставки, а для сортового и фасонного проката перечислены разные комплексы стандартов. Такой порядок помогает сопоставить требования к изделию с фактическим видом проката.
Прокат из стали 15Х12ВНМФ в каталоге
В каталоге материал связан со стальной полосой, квадратными стальными прутками и стальной шиной. Отдельно представлены жаропрочный квадрат, жаропрочный квадратный пруток, жаропрочная полоса и жаропрочная шина. На страницах этих категорий форма изделия рассматривается вместе с обозначением выбранной марки.