Сталь 20Х13
Общие сведения
| Заменитель |
| Сталь 12Х13, Сталь 14Х17Н2 |
| Вид поставки |
| Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 19442-74, ГОСТ 18968-73.
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. Лента ГОСТ 4986-79. Проволока ГОСТ 18143-72. Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76, ГОСТ 18968-73. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 18968-73, ГОСТ 25054-81. Трубы ГОСТ 9940-81, ГОСТ 14162-79. |
| Назначение |
| Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударных нагрузкам и работающие при температуре до 450-500 °С, а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре. Сталь коррозионно-стойкая, жаропрочная мартенситного класса. |
Химический состав
| Химический элемент | % |
| Углерод (C) | 0.16-0.25 |
| Кремний (Si), не более | 0.8 |
| Медь (Cu), не более | 0.30 |
| Марганец (Mn), не более | 0.8 |
| Никель (Ni), не более | 0.6 |
| Титан (Ti), не более | 0.2 |
| Фосфор (P), не более | 0.030 |
| Хром (Cr) | 12.0-14.0 |
| Сера (S), не более | 0.025 |
Механические свойства
Механические свойства
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
| Прутки. Закалка 1000-1050 °С, воздух или масло. Отпуск 600-700 °С, воздух или масло. | 60 | 635 | 830 | 10 | 50 | 59 |
| Прутки. Закалка 1000-1050 °С, воздух или масло. Отпуск 660-770 °С, воздух, масло или вода. | 60 | 440 | 650 | 16 | 55 | 78 |
| Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность | 1-30 | 510-780 | 14 | |||
| Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1000-1050 °С, воздух. Отпуск 680-780 °С, воздух или печь (Образцы поперечные) | >4 | 372 | 509 | 20 | ||
| Поковки. Закалка 1000-1050 °С, воздух или масло. Отпуск 660-770 °С, воздух. | 1000 | 441 | 588 | 14 | 40 | 39 |
| Лента холоднокатаная. Отжиг или отпуск 740-800 °С. | <0,2 | 500 | 8 | |||
| Лента холоднокатаная. Отжиг или отпуск 740-800 °С. | 0,2-2,0 | 500 | 16 | |||
| Проволока термообработанная | 1,0-6,0 | 490-780 | 14 |
Механические свойства при повышенных температурах
| t испытания, °C | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
| Нормализация 1000-1020 °С. Отпуск 730-750 °С. При 20 °С НВ 187-217 | |||||
| 20 | 510 | 710 | 21 | 66 | 64-171 |
| 300 | 390 | 540 | 18 | 66 | 196 |
| 400 | 390 | 520 | 17 | 59 | 196 |
| 450 | 370 | 480 | 18 | 57 | 235 |
| 500 | 350 | 430 | 33 | 75 | 245 |
| 550 | 275 | 340 | 37 | 83 | 216 |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм. Прокатанный. Скорость деформирования 16 мм/мин, скорость деформации 0,009 1/с. | |||||
| 800 | 59 | 70 | 51 | 98 | |
| 850 | 43 | ||||
| 900 | 56 | ||||
| 1000 | 39 | 61 | 59 | ||
| 1150 | 21 | 31 | 84 | 100 | |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HRCэ |
| Заготовки сечением 14 мм. Закалка 1050 °С, воздух. | ||||||
| 200 | 1300 | 1600 | 13 | 50 | 81 | 46 |
| 300 | 1270 | 1460 | 14 | 57 | 98 | 42 |
| 450 | 1330 | 1510 | 15 | 57 | 71 | 45 |
| 500 | 1300 | 1510 | 19 | 54 | 75 | 46 |
| 600 | 920 | 1020 | 14 | 60 | 71 | 29 |
| 700 | 650 | 78 | 18 | 64 | 102 | 20 |
Механические свойства в зависимости от тепловой выдержки
| Термообработка, состояние поставки | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
| Нормализация 1000-1020 °С, воздух. Отпуск 730-750 °С, воздух. | |||||
| Тепловая выдержка 500 °С, 5000 ч | 500 | 690 | 20 | 62 | 108 |
| Тепловая выдержка 500 °С, 10000 ч | 420 | 670 | 23 | 65 | 118 |
| Тепловая выдержка 550 °С, 1000 ч | 450 | 690 | 26 | 65 | |
| Тепловая выдержка 550 °С, 10000 ч | 440 | 660 | 24 | 63 | 108 |
| Тепловая выдержка 600 °С, 3000 ч | 450 | 660 | 21 | 60 | 78 |
| Тепловая выдержка 600 °С, 10000 ч | 380 | 630 | 23 | 63 | 147 |
Механические свойства прутков при отрицательных температурах
| t испытания, °C | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 |
| Сечение 25 мм. Нормализация 1000 °С, воздух. Отпуск 680-750 °С. | |||||
| +20 | 540 | 700 | 21 | 62 | 76 |
| -20 | 560 | 730 | 22 | 59 | 54 |
| -40 | 580 | 770 | 23 | 57 | 49 |
| -60 | 570 | 810 | 24 | 57 | 41 |
| Сечение 14 мм. Закалка 1050 °С, воздух. Отпуск 600 °С. | |||||
| +20 | 71 | ||||
| -20 | 81 | ||||
| -60 | 64 | ||||
Технологические свойства
| Температура ковки |
| Начала 1250 °C, конца 850 °C. Сечения до 150 мм охлаждаются на воздухе, 150-400 мм необходим низкотемпературный отжиг с одним переохлаждением. |
| Свариваемость |
| ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом, АрДС и КТС. Подогрев и термообработка применяются в зависимости от метода сварки, вида и назначения конструкции. |
| Обрабатываемость резанием |
| В закаленном и отпущенном состоянии при НВ 241 и σB = 730 МПа Ku тв.спл. = 0,7, Ku б.ст. = 0,45. |
| Склонность к отпускной способности |
| склонна |
| Флокеночувствительность |
| не чувствительна |
Температура критических точек
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 810 |
| Ac3 | 900 |
| Ar3 | 660 |
| Ar1 | 710 |
| Mn | 320 |
Ударная вязкость
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
| Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -50 |
| Пруток сечением 25 мм. | 63 | 52 | 45 |
Коррозионные свойства
| Среда | Температура испытания, °С | Длительность испытания, ч | Глубина, мм/год |
| Вода дистиллированная или пар | 100 | 0,1 | |
| Вода почвенная | 20 | 1,0 | |
| Морская вода | 20 | 720 | 0 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 218 | 214 | 208 | 200 | 189 | 181 | 169 | |||
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 86 | 84 | 80 | 78 | 73 | 69 | 63 | |||
| Плотность, ρn, кг/см3 | 7670 | 7660 | 7630 | 7600 | 7570 | 7540 | 7510 | 7480 | 7450 | |
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 26 | 26 | 26 | 26 | 27 | 26 | 26 | 27 | 28 | |
| Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м) | 588 | 653 | 730 | 800 | 884 | 952 | 1022 | 1102 | ||
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (α, 10-6 1/°С) | 10.2 | 11.2 | 11.5 | 11.9 | 12.2 | 12.8 | 12.8 | 13.0 | ||
| Удельная теплоемкость (c, Дж/(кг · °С)) | 112 | 117 | 123 | 127 | 132 | 137 | 147 | 155 | 159 |
Условные обозначения
| Механические свойства | |
| σB | временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа |
| σ0,2 | предел текучести условный, МПа |
| σсж | предел прочности при сжатии, МПа |
| σсж0,2 | предел текучести при сжатии, МПа |
| σ0,05 | предел упругости, МПа |
| σизг | предел прочности при изгибе, МПа |
| σ-1 | предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа |
| δ5 , δ4 , δ10 | относительное удлинение после разрыва, % |
| ψ | относительное сужение, % |
| ν | относительный сдвиг, % |
| ε | относительная осадка при появлении первой трещины, % |
| τК | предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа |
| τ-1 | предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа |
| KCU и KCV | ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2 |
| HRCэ и HRB | твёрдость по Роквеллу (шкала C и B соответственно) |
| HB | твёрдость по Бринеллю |
| HV | твёрдость по Виккерсу |
| HSD | твёрдость по Шору |
| Физические свойства | |
| E | модуль упругости нормальный, ГПа |
| G | модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |
| ρn | плотность, кг/м3 |
| λ | коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°C) |
| ρ | удельное электросопротивление, Ом∙м |
| α | коэффициент линейного теплового расширения, 10-61/°С |
| с | удельная теплоёмкость, Дж/(кг∙°С) |
Поделиться: