Сталь 20Х23Н18

Общие сведения

Заменитель

Сталь 20Х23Н13, Сталь 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

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_B, 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	σ_0,2, МПа	σ_B, 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	σ_0,2, МПа	σ_B, 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 σ_B = 610 МПа, K_{u б.ст.} = 0,4.

Предел выносливости

σ_-1, МПа	σ_B, МПа	σ_0,2, 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, ρ_n, 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
σ_B	временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
σ_0,2	предел текучести условный, МПа
σ_сж	предел прочности при сжатии, МПа
σ_сж0,2	предел текучести при сжатии, МПа
σ_0,05	предел упругости, МПа
σ_изг	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, %
τ_К	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
HRC_э 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
ρ_n	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)