Меню

14х17н2 характеристики стали термообработка

Сталь 14Х17Н2 коррозионно-стойкая жаропрочная

Сталь – смесь железа и углерода, которую активно использует как в строительстве, так и в машиностроительной отрасли. Данный материал получил популярность благодаря увеличенной износостойкости, прочности и низкой цене, но свойства каждой заготовки будут значительно отличаться друг от друга, и тут всё зависит от химического состава (по этому параметру определяют качество и назначение металлопроката). И для создания высокосортной детали или прочной конструкции нужно уделять внимание именно дополнительным компонентам.

Большинство металлических деталей используются в неблагоприятных условиях: повышенные температуры, сильное механическое действие, высокая влажность и прочее. И если большинство сплавов легко переносят первые факторы, то жидкость считается главным врагом любого железа. Однако современная металлургическая отрасль нашла выход из этой ситуации, и создала модель Ст 14Х17Н2, относящаяся к коррозионно-стойкому типу. Ещё она является жаростойкой, и её можно использовать практически при любых обстоятельствах.

Характеристики материала

Применение металлопроката можно встретить в следующих случаях:

  • Создание рабочих и направляющих лопаток для турбин. На такие предметы ложится серьёзная ответственность, и от их сорта будет завесить стабильная работа всего агрегата. Лопасти подвергаются быстрым оборотам, а внешние факторы в виде газа или горячего пара создают дополнительную нагрузку. Ещё, в спокойном состоянии, на поверхности может скапливаться конденсат, который начнёт разрушать обычный металл.
  • Изготовление крепежей. Сюда входят болты, гайки, штифты, шпильки и другие. Эти компоненты также играют ключевую роль, и от их прочности будет зависеть надёжность и безопасность всей конструкций.
  • Производство втулок. Эти составляющие встречаются в подвеске автомобилей, поэтому они должны выдержать не только силовое давление, но и отлично отталкивать воду после дождя, переносить повышенную температуру в летнее время и низкую в зимнее, служить без деформации. Также втулки разрешено устанавливать и в другие механизированные приборы.
  • Выпуск валов. Подобные запчасти передают крутящий момент от одного звена механизма к другому. Тут тоже имеются негативные факторы в виде силы трения, давления, температуры и другого.

Такие предметы допускается использовать в различных сферах, и, от части, их можно отнести к универсальному типу. Даже долю медицинских приборов и инструментов делают из этого проката. Что касается свойств, то у 14Х17Н2 характеристики выглядят следующим образом:

  • нержавеющая поверхность;
  • способность работать при Т = до +400 °C;
  • устойчивость к статическим и динамическим влияниям;
  • малый уровень деформации.

Трудно найти сплав, который смог бы соответствовать аналогичным параметрам. Поэтому он и цениться на всех производственных предприятиях.

Химический состав

Сталь относится к коррозионностойкому жаропрочному веществу, и к мартенсита-ферритному классу. В соединении имеется 10 химических элементов:

  • Углерод (С) – 0,11-0,17%. Придаёт веществу плотность.
  • Кремний (Si) и марганец (Mn) – не более 0,8%. Первый необходим для закаливаемости, второй – для удаления лишнего кислорода.
  • Никель (Ni) – 1,5-2,5%. Защищает плоскость от ржавчины.
  • Фосфор (P) – 0,03%. Снижает хрупкость предмета.
  • Сера (S) – 0,025%. Необходима для будущей обработки плоскости.
  • Хром (Cr) – 16-18%. Добавляется во все нержавеющие стали, и даёт сопротивляемость коррозии.
  • Титан (Ti) – не более 0,2%. Уменьшает массу объекта и увеличивает устойчивость к повреждениям.
  • Медь (Cu) – до 0,3%. Придаёт металлу пластичность, и защищает его от надломов.
  • Железо (Fe) – 78%. Основная составляющая, являющаяся неотъемлемой частью любой стали.

Несмотря на высокие показатели, хранить сталь 14Х17Н2 можно только в удалённом от воды месте. Особенно, если период складирования будет достигать нескольких лет. В этом случае продукт сохранит свою первоначальную гладкость, и не утратит эксплуатационные опции.

Маркировка и расшифровка

Каждое изделие подобного рода должно иметь соответствующий знак, указывающий на характеристики и качество. Товар без маркировки запрещено продавать, поскольку от потребителя будет скрыта достоверная информация. Следует отметить, что сталь 14Х17Н2 относится к ГОСТ 5632 72. Этот государственный стандарт относится к нержавеющим, окалиностойким и жаропрочным металлопрокатом, которые способны работать в нагруженном состоянии и в экстремальных условиях. Также в требовании к 14Х17Н2 ГОСТ прописано точное соотношение всех элементов, входящих в структуру слитка.

Символы, входящие в название, носят информационный характер: начальная цифра (14) указывает на среднее соотношение (в сотых долях процента) углерода. Символ «Х» обозначает наличие хрома, а значение 17 говорит о количестве этого вещества (в целых процентах). А знак «Н» говорит о присутствии никеля и его количестве. Из названия данной марки можно сказать, что сталь содержит примерно 0,14% (С), 17% (Cr) и 2% (Ni). Идентичным образом можно расшифровать любую аббревиатуру.

Читайте также:  Din рейка оцинк сталь 30см дн 101 sche 32052dek

Аналоги стали 14Х17Н2

В качестве альтернативного варианта рекомендуется обратить внимание на зарубежные варианты. Например, на аналог AISI 431 американского производства. Состав этого сплава отличается лишь наличием 0,8% марганца (Mn). Что касается опций, то они выглядят следующим образом: При 5-ти часовом погружении в дистиллированную жидкость с Т = 300 °С начинает образовываться коррозия размером в 0,08 мм. Такой же эффект появляется по истечении одного года хранения в ненадлежащих условиях. Если плоскость подвергнуть воздействию Т = 100 °С, то его модуль упругости будет составлять 1,97 МПа, плотность составит 7750кг/м 3 , а коэффициент расширения – 9,81 °С.

Но такой заменитель имеет ряд недостатков:

  • ограниченная свариваемость;
  • повышение хрупкости при отпуске;
  • перед сварными работами изделие важно разогреть до 300 °С;
  • после сварки объект нужно подвергнуть тепловому воздействию.

Однако эта модель полностью заслуживает интереса покупателей.

Особенности термообработки

Эта процедура необходима для улучшения пробы материала. В результате таких работ происходят процессы, которые способны изменить свойства заготовки. При этом обрабатывать можно как обычные болванки, так и готовые части. Термообработка стали 14Х17Н2 всегда проходит по одному сценарию:

  • закалка в печи 980-1020 °С;
  • отпуск в масле до 680-700 °С;
  • охлаждение на открытом воздухе.

Этот процесс придаёт сплавам твёрдость, и прибавляет коэффициент износостойкости, а это очень важный показатель, поскольку материал может быть использован для создания сложных технических устройств или массивных конструкций. Суть такого способа заключается в постепенном нагревании с дальнейшим резким охлаждением, и так делается несколько подходов.

Следует отметить, что при закаливании есть шанс возникновения дефектов: перегрев, пережог, окисление, трещины и прочее. Чтобы избежать таких неприятностей нужно строго следовать всем правилам термической обработки.

Источник

Сталь 14Х17Н2 (ЭИ268)

Заменители

По коррозионной стойкости и жаростойкости сталь близка к стали марки 20X17Н2

Иностранные аналоги

Германия DIN Марка X20CrNi17-2
Номер 1.4057
США (AISI, SAE, ASTM) 431
Франция (AFNOR) Z15CN16-02,
Z10CN17
Великобритания (BS) 431S29
Швеция (SS) 2321
Италия UNI X16CrNi16

ВАЖНО. Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей

Расшифровка стали 14Х17Н2

Цифра 14 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, т.е. для стали 14Х17Н2 это значение равно 0,14%.

Буква «Х» указывает на содержание в стали хрома. Цифра 17 после буквы «Х» указывает примерное количество хрома в стали в процентах, округленное до целого числа, т.е. среднее содержание хрома около 17%.

Буква «Н» указывает на содержание в стали никеля. Цифра 2 после буквы «Н» указывает примерное количество никеля в стали в процентах, округленное до целого числа, т.е. среднее содержание никеля около 2%.

Вид поставки

Вид поставки — сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88.

Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73.

Лист толстый ГОСТ 7350-77. Лист тонкий ГОСТ 5582-75.

Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Характеристика стали 14Х17Н2

Сталь 14Х17Н2 (Условное обозначение ЭИ268) относится к коррозионностойким, жаропрочнмым сталям мартенситно-ферритного класса, т.е. содержат в своей структуре помимо мартенсита не менее 10% феррита. Наибольшей коррозионостойкостью обладает после закалки с высоким отпуском.

Назначение и применение

Назначение — рабочие лопатки, диски, валы, втулки, фланцы, крепежные и другие детали, детали компрессорных машин, работающие на нитрозном газе, детали, работающие в агрессивных средах и при пониженных температурах в химической, авиационной и других отраслях промышленности.

Согласно ГОСТ 5632-2014 сталь 14Х17Н2 в основном применяется как коррозионностойкая, так же может применяться как жаропрочная и не применяется как жаростойкая.

Свариваемость

Сталь 14Х17Н2 относится к трудно свариваемым. Cпособы сварки РДС (ручная дуговая сварка), АрДС (аргонодуговая сварка).

Сварные соединения в зоне термического влияния обладают пониженной стойкостью к МКК (межкристаллитная коррозия) и общей коррозии, поэтому после сварки необходим отпуск при 680-700 °С в течении 30-60 мин.

Читайте также:  Где взять слиток демонической стали

Применение стали 14Х17Н2 для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали НД на поставку Температура рабочей среды (стенки), °С Дополнительные указания по применению
14X17Н2
ГОСТ 5632
Сортовой прокат
ГОСТ 5949,
Листы ГОСТ 7350
М3б, М2б.
От -70 до 350 Для деталей внутренних устройств
арматуры, работающих в средах
слабой агрессивности при
требовании повышенной прочности
и твердости.
Поковки
ГОСТ 25054
Стойкость против
межкристаллитной коррозии
обеспечивается термообработкой
на твердость 22,5…31 HRC
(229…285 НВ) и 25…28 HRC
(240…260 НВ)
Для деталей электромагнитных
клапанов с улучшенными
магнитными свойствами
(после длительного отжига
на твердость 25…28 HRC
(240…260 НВ). После закалки
и низкого отпуска температура
применения 200°С

ПРИМЕЧАНИЕ
Сталь 14Х17Н2 стойка к межкристаллитной коррозии после закалки и высокого отпуска.
Испытание на межкристаллитную коррозию проводить по ГОСТ 6032 по методу А (без провоцирующего нагрева), кипятить 15 часов.

Применение стали 14Х17Н2 для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали,
по ГОСТ 1759.0
Стандарт или
технические
условия на
материал
Параметры применения
Болты, шпильки, винты Гайки Плоские шайбы
Темпера-
тура
среды, °С
Давление
номи-
нальное,
МПа (кгс/см 2 )
Темпера-
тура
среды, °С
Давление
номи-
нальное,
МПа (кгс/см 2 )
Темпера-
тура
среды, °С
Давление
номи-
нальное,
МПа (кгс/см 2 )
14Х17Н2 ГОСТ 5632 От -70 до 350 2,5 (25) От -70 до 350 2,5 (25) От -70 до 350 Не
регламен-
тируется

к содержанию ↑

Применение стали для изготовления шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)

Марка стали НД на
поставку
Температура
рабочей
среды, °С
Дополнительные
указания по
применению
14Х17Н2
ГОСТ 5632
Сортовой
прокат ГОСТ
5949, ГОСТ 1051
От -70 до 350 Применяется для работы
в средах слабой
агрессивности при
требовании повышенной
прочности. Стойкость
против
межкристаллитной
коррозии
обеспечивается после
термической обработки
на твердость 22,5…31
HRC (229…285 НВ) и
25…28 HRC (240…260
НВ). Применяется
также для деталей с
улучшенными
магнитными свойствами
(после длительного
отжига на твердость
25…28 HRC). Пределы
применения даны после
закалки и высокого
отпуска; после низкого
отпуска температура
применения 200°С

к содержанию ↑

Применение стали 14Х17Н2 для узла затвора арматуры

Марка стали Температура
рабочей
среды, °С
Твердость Дополнительные
указания по
применению
14Х17Н2
ГОСТ 5632
От -70 до 250 22,5…31 HRC Работоспособность узла
затвора обеспечивается при
наличии разности твердости
уплотнительных
поверхностей
14Х17Н2
ГОСТ 5632
От -70 до 250 22,5…31 HRC

к содержанию ↑

Применение стали 14Х17Н2 для направляющих и резьбовых втулок

Марка стали НД на
поставку
Температура
рабочей
среды, °С
Дополнительные
указания по
применению
14Х17Н2
ГОСТ 5632
Сортовой
прокат ГОСТ
5949
От -70 до 250 Применяется для работы в
условиях атмосферной коррозии и
средах слабой агрессивности.
Твердость втулок выбирается с
учетом твердости шпинделя.
Для повышения стойкости против
задирания рекомендуется
применять хромирование

к содержанию ↑

Применение стали 14Х17Н2 для изготовления основных деталей арматуры атомных станций

Марка стали Вид полуфабриката
или изделия
Максимально
допустимая
температура
применения, °С
14Х17Н2
ГОСТ 5632
Поковки,
сортовой прокат
350

Физические свойства

Плотность ρ при температуре испытаний, 20 °С — 7750 кг/см 3
Удельная теплоемкость c при температуре испытаний, 20°С — 462 Дж/(кг*К)

Модуль нормальной упругости Е, ГПа

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
21 22 23 24 24 25 26 27 28 30

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

При температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
720 780 840 890 990 1040 1110 1130 1160 1170

Коэффициент линейного расширения α*10 6 , К -1

При температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
9,8 10,6 11,8 11,0 11,1 11,3 11,0 10,7 11,4 11,5

к содержанию ↑

Химический состав, % (ГОСТ 5632-2014)

Механические свойства

ГОСТ Состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см 2 Твердость HB, не более
не менее
ГОСТ 5949-2014 Пруток. Закалка с 975-
1040 °С в масле,
отпуск при 275-350°С
охл. на воздухе
60 835 1080 10 30 49 не более 285
Закалка с 1000-
1030 °С в масле,

охл. на воздухе 635 835 16 55 75 — ГОСТ 7350-77 Лист горячекатаный
или холоднокатаный.
Закалка с 960-1050°С
в воде или на воздухе;
отпуск при 275-350 °С,
охл. на воздухе
образцы поперечные) Образцы 882 1078 10 — — — ГОСТ 25054-81 Поковка. Закалка с
980-1020 °С в масле;
отпуск при
680-700°С,
охл. на воздухе До 1000 637 784 12 30 49 248-293 Марочник сталей
Уралмашзавода, 1975 г. Поковка. Закалка с
1010-1030 °С в масле;
100 двойной отпуск при
665-675 °С с печью
или на воздухе До 100 540 690 15 40 59 228-269

ГОСТ Состояние поставки Сечени σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ%
не менее
ГОСТ 5949-75 Пруток. Закалка с 1020-1100 °С
на воздухе, в масле или в воде
60 196 490 40 55
ГОСТ 18907-73 Пруток шлифованный, обработанный на заданную прочность 1-30 590-830 20
ГОСТ 7350-77
(образцы
поперечные)
Лист горячекатаный и холодно-катаный:

закалка с 1000-1080 °С в воде

Св. 4 206 509 43
ГОСТ 5582-75
(образцы поперечные)
закалка с 1050-1080 °С в воде
или на воздухе
До 3,9 520 40
ГОСТ 25054-81 Поковка. Закалка с 1050-
1000 °С
196 490 35 40
ГОСТ 9940-81 Труба бесшовная горячедефор-
мированная без термообработки
3,5-32 510 40

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп.,°С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см 2 Твердость НВ
300 930-950 1260-1280 16 59-61 78-95 400-444
400 980-1050 1290-1330 16-17 60-62 61-68 388-444
500 970-1000 1110-1200 14-15 60 54-98 363-386

Примечание. Пруток. Отжиг при 760-780°С, 2 ч, охл. с печью; закалка с 950-975°С, 1 ч в масле.

Механические свойства при повышенных температурах

tисп.,°С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см 2
Пруток. Отжиг при 760-780 °С, 2 ч, охл. с печью. Закалка с 950-975 °С, 1 ч
в масле; отпуск при 600 °С, 3-6 ч; при 20 °С твердость НВ 269-302
20 680-710 860-880 19-22 60-63 118-147
300 620-640 720 16 65-67
400 580-590 670-680 14-15 63-64
500 510 550-570 17-18 68-70
550 430 460 20 81
Поковка дисков диаметром 700 мм и высотой 30-80 мм.
Отжиг с двумя переохлаждениями: при 200-230 и 140-180°С;
закалка с 960-980 °С в масле; отпуск при 640-670°С
(образцы тенгенциальные); при 20 °С твердость НВ 285
20 680-690 870-890 16 52-55 90-101
200 630-650 780 12-15 47-53 93-108
300 610-630 730-760 11-13 50-53 108-132
400 600-630 730-750 11-12 45 98-117
500 500-540 560-610 15 54-56 108-122
600 280-310 330-340 28-30 83-84 127
Деформированное состояние. Скорость деформирования 2,5 мм/мин
700 215 58 90
800 145 70 92
900 98 75 88
1000 59 80 90
1100 29 80 90
1200 20 80 88
1250 20 68 80

к содержанию ↑

Ударная вязкость KCU

Состояние поставки КСU, Дж/см 2 , при температуре, °С
+20 -20 -40 -60
Лист толщиной 10 мм. Образцы:
поперечные 56 51 49 47
продольные 71 53 53 52

Механические свойства при испытании на длительную прочность

tисп.,°С Предел ползучести, МПа Скорость ползучести, %/ч
450 274 2/100
tисп.,°С Предел ползучести, МПа &3694;, ч
400 608-686 1000
588-666 2000
450 617 200

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 900. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость — трудносвариваемая. Способ сварки РДС, АрДС. Сварные соединения в зоне термического влияния обладают пониженной стойкостью к МКК и общей коррозии, поэтому после сварки необходим отпуск при 680-700°С в течение 30-60 мин.

Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 0,4 и Kv б.ст = 0,3 в закаленном и отпущенном состояний при НВ 330.
Склонность к отпускной хрупкости — склонна.

Источник

Adblock
detector