Сталь 20Х23Н18

Общие сведения

Заменитель
Сталь 20Х23Н13Сталь 15Х25Т
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69.

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

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.

Лист толстый ГОСТ 7350-77, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74.

Лента ГОСТ 4986-79.

Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Назначение
Поковки, бандажи для работы при 650-700 °С, детали камер сгорания, хомуты, подвески и другие детали крепления котлов, муфелей для работы при температуре до 1100 °С, бесшовные трубы. Сталь жаростойкая и жаропрочная аустенитного класса.

Химический состав

Химический элемент %
Углерод (C), не более 0.2
Кремний (Si), не более 1.0
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn), не более 2.0
Никель (Ni) 17.0-20.0
Титан (Ti), не более 0.2
Фосфор (P), не более 0.035
Хром (Cr) 22.0-25.0
Сера (S), не более 0.02

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % δ4, % ψ, %
Прутки. Закалка 1100-1150 °С, воздух или вода. 60 196 490 35 50
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1030-1130 °С, вода (образцы поперечные) >4 264 539 35
Лента холоднокатаная. Закакла 1050-1080 °С, вода или воздух. <0,2 580 19
Лента холоднокатаная. Закакла 1050-1080 °С, вода или воздух. 0,2-2,0 580 38

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
Прутки диаметром 38-55 мм. Закакла 1180 °С, вода. Старение 800 °С, 4 ч.
20 295-320 600-660 29-35 47-54 137-186
300 235 520-540 25-28 45-49 147-166
400 225 540 24-32 39-45 147-166
500 210 520-540 25-31 41-45 171
600 195 440 24 46 176
700 185-195 315-330 19-24 35 171
800 165 185-205 19-27 34 176
Образец диаметром 10 мм и длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с.
800 215 255 24 67
900 135 135 37 77
1000 64 71 49 77
1100 39 44 51 70
1200 22 27 27 31

Механические свойства в завис. от тепловой выдержки и температуры испытания

Термообработка, состояние поставки t испытания, °C σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
Прутки сечением 38-55 мм. Закалка 1180 °С, вода. Старение 800 °С, 4 ч.
Тепловая выдержка 650 °С, 10000 ч 20 330 590-630 12-18 28 64-69
Тепловая выдержка 650 °С, 10000 ч 650 205 340-390 11-15 16-21 127
Тепловая выдержка 700 °С, 10000 ч 20 320 510-550 5-6 8-10 15
Тепловая выдержка 700 °С, 10000 ч 650 195 285-330 4-5 5-8 49
Тепловая выдержка 800 °С, 2000 ч 20 295 640 26-35 29-42 59
Тепловая выдержка 800 °С, 2000 ч 500 195 460 22 33-43
Тепловая выдержка 800 °С, 2000 ч 650 175 390 14-19 23-24 137-167
Тепловая выдержка 800 °С, 2000 ч 800 145 185 6-8 12-16
Тепловая выдержка 800 °С, 4000 ч 20 315 590-630 17-32 20-39 34
Тепловая выдержка 800 °С, 4000 ч 500 195 470 18-25 29-35 54-59
Тепловая выдержка 800 °С, 4000 ч 650 185 350 8-12 15-17 78-98
Тепловая выдержка 800 °С, 4000 ч 800 135 185 7-10 13-18
Тепловая выдержка 800 °С, 10000 ч 20 275 580-620 14-28 20-39 34
Тепловая выдержка 800 °С, 10000 ч 650 175 340-370 5-10 20 73-80

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1220 °С, конца 900 °С. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость
ограниченно свариваемая.
Обрабатываемость резанием
В нормализованном и отпущенном состоянии при НВ 178 и σB = 610 МПа, Ku б.ст. = 0,4.

Предел выносливости

σ-1, МПа σB, МПа σ0,2, МПа Термообработка, состояние стали
 255  590
 245  570  290 Закалка 1100 С, вода или воздух. НВ 140-200

Жаростойкость

 Среда Температура, °С Длительность испытания, ч Глубина, мм/год Группа стойкости или балл
 Воздух  650  4500  0,0027  2
 Воздух  750  1500  0,01  3
 Воздух  800  0,044  4

Физические свойства

Температура испытания, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 200 182 176 170 160 150 141
Плотность, ρn, кг/см3 7900 7760 7720 7670 7620 7540
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 14 16 19 22
Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м) 1000
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) 14.9 15.7 16.6 17.3 17.5 17.9 17.9
Удельная теплоемкость (с, Дж/(кг · °С)) 538

 

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)