20Х3МВФ: свойства, состав и применение жаропрочной стали

20Х3МВФ, также известная как ЭИ415 и ЭИ579, относится к жаропрочным релаксационностойким сталям перлитного класса. Для материала указана рекомендуемая температура применения до 500–560 °С, а температура интенсивного окалинообразования составляет 600 °С. В справочных данных приведены состав, критические точки, технологические свойства, параметры прочности и физические характеристики.

Какие сведения нужны для расшифровки и выбора стали?

Обозначение 20Х3МВФ относится к конкретной марке материала, для которой в документе приведены диапазоны содержания углерода, кремния, марганца, никеля, серы, фосфора, хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и меди. Массовая доля углерода составляет 0,15–0,23 %, хрома 2,8–3,3 %, молибдена 0,35–0,55 %, вольфрама 0,3–0,5 %, ванадия 0,6–0,85 %. Для никеля, меди, серы и фосфора указаны предельные значения.

В качестве рабочей характеристики материала указана эксплуатация при температуре до 500–560 °С. Срок работы в справочном документе приведён как диапазон от 1000 до 10000 часов. Температура интенсивного окалинообразования составляет 600 °С. Свариваемость ограниченная: для такого типа материала документ предусматривает подогрев до 100–120 °С и последующую термообработку сварного соединения.

• Материал относится к жаропрочным релаксационностойким сталям перлитного класса.
• Рекомендуемая температура применения указана на уровне до 500–560 °С.
• Температура интенсивного окалинообразования составляет 600 °С.
• Свариваемость обозначена как ограниченная.
• Критические точки: Ac1 800–830 °С, Ac3 или Acm 900–950 °С, Ar3 или Arcm 790–800 °С, Ar1 680–700 °С.
• Для термообработки в документе указаны закалка при 1030–1060 °С в масле и отпуск при 660–700 °С.

Какие виды проката и изделий связаны с маркой?

В каталоге материал представлен в категориях, связанных с жаропрочным и конструкционным сортаментом. К ним относятся жаропрочный круг, пруток жаропрочный круглый, стальной жаропрочный круг, конструкционный круг, круглые стальные прутки, жаропрочная труба и бесшовная холоднодеформированная труба. Такой перечень отражает формы продукции, для которых в каталоге предусмотрена связь с данной маркой.

В исходном документе среди вариантов применения названы роторы, диски, поковки, прутки, крепёжные детали, а также трубы высокого давления для химической аппаратуры и гидрогенизационных установок. Виды поставки включают сортовой и фасонный прокат, листы и полосы. Для сортового и фасонного проката приведены варианты В22 и В32, для листов и полос В23 и В33.

Приведённые диапазоны показывают, что основная часть состава задана интервалами, а для ряда элементов установлены верхние пределы. Отдельно в документе указаны механические свойства при 20 °С. Для прутков и полос по ГОСТ 20072-74 предел кратковременной прочности составляет 880 МПа, предел пропорциональности 735 МПа, относительное удлинение 12 %, относительное сужение 40 %. Для вала и ротора продольные значения равны соответственно 750, 650, 13 и 40 %, а тангенциальные 730, 620, 11 и 32 %.

Заказать прокат и уточнить доступные формы поставки

На странице каталога можно подобрать связанный вид металлопродукции: жаропрочный круг, пруток, трубу, листы и полосы либо конструкционный круг. Для запроса по марке используйте обозначение 20Х3МВФ и укажите нужную категорию проката.

Механические и ударные характеристики

Ударная вязкость KCU зависит от рассматриваемого сортамента. Для прутков и полос по ГОСТ 20072-74 в документе указано значение 590 кДж/м². Для вала и ротора приведены значения 500 и 400 кДж/м², соответствующие указанным вариантам данных. Во всех трёх случаях приведён одинаковый режим: закалка при 1030–1060 °С в масле и отпуск при 660–700 °С.

Механические показатели в исходных данных разделены по виду изделия и направлению испытаний. Для вала и ротора отдельно приведены продольные и тангенциальные значения, поэтому их нельзя объединять в один показатель без указания направления. Относительное удлинение находится в диапазоне 11–13 %, а относительное сужение составляет 32–40 % для перечисленных вариантов.

Физические свойства при разных температурах

Для материала приведены значения модуля упругости, коэффициента линейного температурного расширения, теплопроводности, плотности, удельной теплоёмкости и удельного электросопротивления. При 20 °С модуль упругости составляет 2,07 МПа в представленной таблице, плотность 7800 кг/м³. При повышении температуры до 700 °С модуль упругости снижается до 1,71, а удельное электросопротивление возрастает до 982 Ом·м.

По приведённым числам видно снижение модуля упругости и теплопроводности при росте температуры от 20 до 700 °С. Удельное электросопротивление, напротив, увеличивается в диапазоне от 100 до 700 °С. Плотность дана не для каждой температурной точки, поэтому отсутствующие значения не следует восстанавливать расчётным способом.

Нормативные документы и обработка

Для вариантов поставки в исходном документе перечислены нормативные документы. Для В22 указаны ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006 и ГОСТ 2591-2006. Для В23 приведён ГОСТ 103-2006. Для В32 перечислены ГОСТ 1051-73, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 20072-74, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75 и ГОСТ 8560-78. Для В33 указан ГОСТ 4405-75.

Документ содержит данные о критических температурах и режимах термообработки, но выбор конкретного режима связан с видом изделия и условиями его изготовления. При сварке материал относится к ограниченно свариваемым. В справочном описании это означает необходимость подогрева до 100–120 °С и последующей термообработки.

Получить информацию по нужному виду металлопроката

Используйте каталог связанных категорий, чтобы перейти к описанию круга, прутка или трубы. В карточке запроса можно указать форму изделия, нормативный документ и требуемые справочные параметры.