Меню

20х13 чем варить сталь

Электроды для сварки высоколегированных сталей

Часть 2

Мартенситные и мартенсито-ферритные высокохромистые стали очень склонны при сварке электродами к закалке и образованию холодных трещин, поэтому они свариваются с предварительным подогревом (кроме стали 08Х13) до температуры 250-300 о С (для стали 12Х13) и 300-400 о С (для сталей 20Х13, 30Х13 и др.) с обязательным отпуском непосредственно после сварки при температуре 700-740 о С.

Низкоуглеродистая полуферритная сталь 08Х13 сваривается без подогрева при минимальной погонной энергии дуги с охлаждением до температуры ниже 100 о С после наложения каждого сварочного валика для предотвращения чрезмерного роста зерен и снижения ударной вязкости в околошовной зоне сварного соединения.

Изменение термического цикла сварки не одинаково влияют на сопротивление образованию холодных трещин высокохромистых сталей.

Для стали 20Х13 увеличение скорости охлаждения металла шва с 15 о до 180 о С/с в интервале температур от 600 до 500 о С монотонно снижает сопротивляемость образованию холодных трещи. Для сталей 08Х13 и 12Х13 – холодные трещины возникают при скорости охлаждения более 15 о С/с.

Содержание углерода в количестве от 0,1 до 0,2% в мартенситной (20Х13) и мартенсито-ферритной (12Х13) сталях обусловлено необходимостью ограничения в структуре зоны термического влияния количества свободного феррита, образование которого повышает хрупкость сварных соединений, неустраняемой последующей термической обработкой.

Улучшение свариваемости высокохромистых сталей с содержанием 13% хрома достигнуто уменьшением количества углерода в стали с одновременным легированием никелем.

При выборе электродов для сварки высокохромистых нержавеющих сталей требуется обеспечить следующие основные свойства наплавленного металла и металла шва:

а) стойкость против атмосферной коррозии и в слабо агрессивных жидких средах;

б) жаростойкость до температуры 650 о С;

в) жаростойкость до температуры 550 о С.

Этим условиям удовлетворяет металл, наплавленный сварочными электродами типа Э-12Х13, который имеет химический состав, структуру и свойства, ближе к сталям этой группы.

Источник

Сталь 20Х13: ключевые характеристики и особенности металла

Такая сталь, как 20Х13, относится к ферритно-мартенситному классу, она жаропрочная, нержавеющая и хромистая. Она используется для изделий, которые подвергаются влиянию слабоагрессивных сред. Сегодняшний материал будет посвящен характеристикам материала данного вида.

Ключевые особенности стали 20Х13

Сталь данного типа свариваемая ограниченно, такие функции, как подогрев сплава или термообработка доступны в зависимости от применяемого метода сварки, а также вида и назначения конструкции.

Сталь 20Х13 применяется как жаропрочный материал при температурах до 550 градусов и как жаростойкий до 700 градусов соответственно.

Главный легирующий элемент стали этого типа — это хром. Именно благодаря ему она устойчива к коррозии во время работы в окислительной среде. Также устойчивость к коррозии объясняется наличием на стали очень плотной защитной пленки. Наивысшая степень устойчивости стали 20Х13 к коррозии достигается за счет термической обработки.

Сферы применения стали 20Х13

За счет своих жаропрочных и других характеристик ферритная хромистая сталь широко используется в следующих сферах:

  • машиностроение;
  • производство печей и турбинных лопаток, работающих в условиях высоких температур;
  • выпуск деталей повышенной пластичности, подверженных ударным нагрузкам, например, клапаны гидравлических прессов;
  • выпуск изделий, подверженных воздействию атмосферных осадков, растворам органических солей и другим слабоагрессивным средам;
  • производство крепежей;
  • производство цельнотканных колец разного назначения;
  • выпуск деталей для копрессорных машин, работающих посредством нетрозного газа;
  • производство деталей, работающих при невысоких температурах в агрессивных средах;
  • выпуск деталей для авиационных целей.
Читайте также:  Дежа подкатная 140 л из нержавеющей стали

ГОСТы и другие стандарты на сталь 20Х13

На сегодняшний день существуют следующие стандарты на сталь данного вида:

  • кованая сталь квадратной и круглой формы;
  • проволока на основе жаростойкой и высоколегированной стали;
  • нагартованные прутки, обработанные на основе коррозийно-стойкой стали;
  • поковки на основе сталей данного типа и их сплавов;
  • тонколистовой и устойчивый к коррозии прокат, отличается жаропрочностью и жаростойкостью;
  • высоколегированные и устойчивые к коррозии материалы и их сплавы;
  • металл сортовой и калиброванный, устойчивый к коррозии, жаропрочный и жаростойкий;
  • кованые и горячекатанные полосы;
  • материалы круглые со специальной отделкой поверхности;
  • прокат стальной сортовой горячекатаный круглой и квадратной формы;
  • круглый калиброванный металл;
  • кованые на основе инструментального металла горячекатанные полосы;
  • калиброванные квадратные металлы;
  • шестигранный калиброванный прокат;
  • металл кованый круглый и квадратный;
  • высоколегированные материалы и их сплавы, отличающиеся устойчивостью к коррозии, жаропрочностью и жароустойчивостью;
  • полосовой сортовой горячекатанный прокат на основе стального материала;
  • металл сортовой и калиброванный, устойчивый к коррозии, отличается жаростойкостью и жаропрочностью;
  • сортовой горячекатанный шестигранный стальной прокат;
  • стальные высокоточные фасонные профили;
  • заготовки на основе конструкционного материала для применения в машиностроительной отрасли.

Технические характеристики металла 20Х13

Металл данной марки обладает высокой технологичностью в условиях пластической горячей деформации. Рекомендуемые интервалы деформации такие:

  • порядка 1100 градусов в начале;
  • от 875 до 950 градусов в конце.

Нагрев под прокатку или ковку следует проводить постепенно до 780 градусов, а после деформации нужно тоже использовать медленное охлаждение.

Смягчающая термическая обработка материала этого типа — это отжиг при температуре порядка 800 градусов. Охлаждение с печью должно составлять до 500 градусов, а окончательная термическая обработка-закалка должна производиться при температуре около 1000 градусов с условием масляного охлаждения или на улице с отпуском на коррозийную стокойсть и требуемую твердость.

Технологичность материала возможна как при горячей, так и холодной деформации. Сталь имеет мартенситный класс, а ее критические точки такие:

  • A c1 = 820 градусов;
  • A c3 = 950 градусов.

Микроскопическая структура металла в его закаленном виде включает в себя мартенситы и карбиды, а отожженном — смесь карбида и высокохромистого феррита. Если увеличивать температуру отпуска до 450 градусов, то прочность значительно сокращается, и увеличивается пластичность материала. А вот показатели устойчивости к коррозии тоже сокращаются.

Особенности сварки материала 20Х13

Сталь рассматриваемого вида может хорошо свариваться такими способами как;

  • ручная сварка;
  • электродуговая;
  • аргонодуговая автоматическая.

Рекомендации специалистов гласят, что при автоматической сварке данной стали лучше применять проволоки Св-10Х13 или Св-06Х14. А вот при электродуговом типе сварочных работ лучше подойдут флюсы типов АН 18 или АН 17. А если речь идет об электродуговой сварке ручного типа, то можно использовать электроды по типу ЭФ-Х13 вместе с проволоками, аналогичными как при автоматической сварке.

Чтобы в сварных соединениях при сварке деталей, имеющих толщину от 10 мм, а также более тонких с жестким закреплением не появлялись холодные трещины, нужно использовать сопутствующий или предварительный подогрев до температуры 400 градусов включительно. После сварочных работ следует провести отпуск соединений или изделий, чаще всего это делается при температуре порядка 700 градусов.

Свариваемость данной стали бывает трех типов:

  • без ограничений, когда сварочные работы выполняются без подогрева и последующих термообработок;
  • ограниченно свариваемые металлы, которые можно сваривать в условиях подогрева примерно в 100 градусов и которые должны подвергаться обязательно термообработке;
  • трудносвариваемые детали; в таких случаях, чтобы получить качественное соединение, следует сделать подогрев вплоть до 300 градусов и выполнять отжиг в качестве термообработки после сварки.
Читайте также:  В какую эпоху дополнением причесок стали небольшие бакенбарды фавориты

Вот такие особенности применения имеет такой материал, как сталь 20Х13. Теперь вы будете знать, в каких условиях и как правильно ее применять и обрабатывать.

Источник

Сталь 20х13 коррозионно-стойкая жаропрочная

Процесс легирования позволяет существенно изменить эксплуатационные характеристики металла. В состав могут добавляться самые различные химические вещества. К ферритно-мартенситному классу относится сталь 20х13, которая характеризуется высокой устойчивостью к высоким температурам и воздействию повышенной влажности.

Общая характеристика сплава

Основным легирующим элементом при производстве марки 20х13 (характеристики стали во многом зависят от концентрации химических веществ в составе) стал хром. Его добавление в состав металла проводится на протяжении длительного периода. Основные характеристики пластика следующие:

  1. Ограниченная степень свариваемости. Рассматриваемый металл характеризуется низкой степенью обрабатываемости. В большинстве случаев для повышения степени свариваемости проводится подогрев материал.
  2. Жаропрочность и низкая теплопроводность – свойства, которые существенно расширяют область рассматриваемого материала. Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная 20Х13 может эксплуатироваться при температуре до 700 градусов Цельсия. Повышение температуры до более высоких показателей приводит к тому, что свойства материала существенно упадут: твердость, устойчивость к деформациям и другие.
  3. Твердость выдерживается на уровне 126-197 МПа в зависимости от того, проводилась ли термическая обработка.
  4. Структура склонна к отпускной хрупкости, есть возможность проводить обработку резанием.

Механические свойства стали 20Х13
при различных температурах

Основные характеристики сплава определяют возможность его применения при изготовлении самых различных изделий. При необходимости они могут быть улучшены путем термической обработки, к примеру, закалки или отжига.

Химический состав

Во многом сталь 20х13 напоминает аналоги, в состав которых также добавляется большое количество хрома. Химический состав представлен сочетанием следующих веществ:

  1. Углерод во многом определяет твердость и прочность материала, а также степень свариваемости. В рассматриваемом случае концентрация углерода может варьировать в пределе от 0,16 до 0,25%.
  2. Хром считается основным легирующим элементом. В состав сплава добавляется около 12-14% этого химического вещества. Именно хром определяет жаропрочность и коррозионную стойкость.
  3. Марганец и никель не являются основными элементами рассматриваемого сплава, их концентрация не более 0,6%.

Практически все металлы имеют в своем составе фосфор и серу. Эти химические элементы находятся в составе при концентрации не более 0,03%.

Зарубежные производители также выпускают сплавы со схожим химическим составом. К примеру, японский аналог стали 20х13 получил название SUS420J1, французские сплавы z20c13 и X20Cr13.

Применение стали 20х13

Сталь 20х13 обладает большим количеством особенностей, которые определяют широкое его распространение. Жаропрочность и коррозионная стойкость ценится в нижеприведенных случаях:

  1. Машиностроительная промышленность.
  2. При производстве турбинных лопаток, на которые оказывается воздействие высокой температуры и давления.
  3. При создании крепежей с высокой прочностью и коррозионной стойкостью.
  4. Выпуск деталей, которые подвержены воздействию атмосферных осадков и органических слей.
  5. При изготовлении колец самого различного предназначения.
  6. Авиационная промышленность.
  7. Выпуск изделий, работающих при невысокой температуре и в агрессивной химической среде.
  8. При создании деталей для компрессорных машин, которые работают с нетрозными газами.

Термическая обработка позволяет существенно повысить эксплуатационные характеристики сплава. Это связано с тем, что при сильном нагреве происходит перестроение кристаллической решетки для упрочнения структуры и повышения твердости поверхностного слоя. Применение стали 20х13 позволило существенно продлить эксплуатационный срок изделий, которые служат в тяжелых эксплуатационных условиях.

Читайте также:  Круг сталь 65г гост

ГОСТы и другие стандарты на сталь 20Х13

Для того чтобы выпускаемые металлы могли применяться в тех или иных условиях при их изготовлении применяется Госстандарт. Сталь 20×13 (ГОСТ определяет форму выпуска и основные качества) изготавливается при учете следующих стандартов:

  1. Кованные заготовки поставляются в квадратной и круглой форме.
  2. При применении сплава могут изготавливаться проволоки с высокими эксплуатационными характеристиками.
  3. На производственные линии поставляется прокат с различной толщиной листа, который характеризуется жаропрочностью и коррозионной стойкостью.
  4. В промышленность поставляются кованые и горячекатанные полосы.
  5. Фасонные профили.

Расшифровка стали 20х13 определяет высокую концентрацию хрома, что приводит к снижению некоторых эксплуатационных качеств. Примером можно назвать отсутствие возможности использования листового металла для изготовления корпуса при применении сварочного аппарата. Установленный стандарт 20х13 ГОСТ также определяет возможность проведения дополнительной обработки, которая делает структуру более плотной и прочной, устойчивой к различного рода воздействия.

Особенности термообработки стали 20Х13

Марка стали 20х13 по причине высокой концентрации углерода и хрома сложна при сварке, структура может быть улучшена при закалке и отпуске. Термообработка проводится с учетом следующих моментов:

  1. Из-за высокой жаропрочности закалка проводится при температуре около 1100 градусов Цельсия. Эта технологическая особенности определяет трудности, возникающие при обработке сплава в домашних условиях. Только при наличии специального оборудования можно провести разогрев заготовки до требуемой температуры.
  2. Ковка выполняется при температуре 780 градусов Цельсия. При этом нагрев проводится постепенно, что позволяет исключить вероятность возникновения структурных деформаций при пластичной деформации.
  3. Отжиг считается смягчающим типом обработки металла. Рекомендуемый показатель температуры составляет 800 градусов Цельсия. Охлаждение проводится периодически, что позволяет повысить качество сплава.
  4. После закалки охлаждение проводится в самой различной среде. В последнее время устанавливаются высокие стандарты качества, что определило применение масла в качестве охлаждающей жидкости. Подобная технология охлаждения характеризуется довольно большим количеством особенностей. К примеру, свойства масла обеспечивают равномерное снижение температуры даже объемных заготовок, но при определенных условиях вещество загорается и образуется едкий дым. Поэтому масляные ванны применяются только в специальных цехах, которые снабжаются системой вентиляции.

При повышении температуры отпуска до 450 градусов Цельсия можно существенно повысить пластичность, но при этом снижается твердость поверхностного слоя. Однако, подобное воздействие приводит к снижению коррозионной стойкости.

Сварочные работы также характеризуются большим количеством особенностей. Сварка коррозионно-стойкой жаропрочной стали 20х13 проводится с учетом следующей информации:

  1. Могут применяться самые различные методы: ручная обработка, электродуговая и аргонодуговая в автоматическом режиме.
  2. В некоторых случаях сварка проводится без предварительного подогрева заготовки. Для того чтобы повысить качество сварочного шва проводится дополнительная обработка.
  3. Для того чтобы повысить качество шва выполняется нагрев металл до 300 градусов Цельсия. Дополнительная обработка предусматривает отжиг, который снижает все внутренние напряжения. Часто именно внутреннее напряжение приводит к появлению структурных или поверхностных трещин, а также других дефектов.

Предварительные нагрев рекомендуется проводить в случае, когда толщина свариваемой стали более 10 мм. В подобных случаях высокая концентрация хрома и углерода сказывается негативно на свойствах стали 20×13.

Нержавеющая проволока 20Х13

Свойства сплава определяют его широкое распространение в самых различных отраслях промышленности. Для его применения при изготовлении износостойких деталей может проводится различного рода улучшения. Однако, сложности обработки и изготовления определяют рентабельность при применении только на момент выпуска ответственных деталей.

Источник

Adblock
detector