Сталь 31Х19Н9МВБТ

Общие сведения

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.

Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Назначение

Роторы, диски, болты, крепежные детали, валы, работающие при 600 °С. Сталь жаропрочная аутенситного класса.

Химический состав

Химический элемент	%
Углерод (C)	0.28-0.35
Вольфрам (W)	1.0-1.5
Кремний (Si), не более	0.8
Медь (Cu), не более	0.30
Молибден (Mo)	1.0-1.5
Марганец (Mn)	0.8-1.5
Никель (Ni)	8.0-10.0
Ниобий (Nb)	0.2-0.5
Титан (Ti)	0.2-0.5
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr)	18.0-20.0
Сера (S), не более	0.020

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м²
Пруток. Диск. Закалка 1150-1180 °С, вода. Старение 700 °С, выдержка 50 ч.
20	315-420	725-860	32-50	25-58	39-127
300	315	690	32	46	147
400	305	660	28	43	137
500	275	620	26	45	142
600	255	580	26	46	93
700	245	410	21	40	98
800	195	235	29	64
Диск. Ротор. Закалка 1150-1180 °С, вода. Старение 750 °С, выдержка 12-15 ч. (Образцы тангенциальные)
20	340-570	600-840	9-34	10-42	20-83
300	285-390	560-580	12-23	19-34	29
450	365-380	520-580	12-23	16-34	34
500	355-400	520-580	12-24	16-38	29-98
550	235-330	490-520	13-24	16-34	39
600	235-330	490-510	15-21	16-39	39-108
650	245-320	410-470	12-23	16-41	39-167
700	235-255	340-420	17-29	25-53	39-127
Пруток. Диск. Закалка 1150-1180 °С, вода. Старение 800 °С, 15 ч, воздух.
20	320-390	730-820	31-44	40-49	93
600	245	480	20	46	108
650	235	430	24	55	108
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и отожженный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с.
800	275	315	33	68
900	205	215	28	67
1000	115	125	45	85
1100	66	80	54	90
1200	41	49	59	94

Механические свойства прутка

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %
Закалка 1140-1180 °С, вода. Старение 750-800 °С, 15 ч, воздух.	60	295	590	30	40

Механические свойства при 20 С в завис. от тепловой выдержки

Термообработка, состояние поставки	σ_0,2, МПа	s_B, МПа	d₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м²
Диск диаметром 900 мм. Образцы радиальные
Тепловая выдержка 600 °С, 6000 ч	790	370	32	44	60
Тепловая выдержка 600 °С, 20000 ч	830	410	27	35	40
Тепловая выдержка 600 °С, 60000 ч	860	410	19	19	24
Тепловая выдержка 650 °С, 6000 ч	610	330	28	33	38
Тепловая выдержка 650 °С, 30000 ч	860	430	17	17	14
Тепловая выдержка 700 °С, 1000 ч	790	370	20	36	46
Тепловая выдержка 700 °С, 6000 ч	810	330	16		12
Тепловая выдержка 750 °С, 6000 ч	660	310			12
Тепловая выдержка 750 °С, 20000 ч	470	320			6
Тепловая выдержка 7500 °С, 40000 ч	530	350			5
Тепловая выдержка 750 °С, 60000 ч	430	370	3	14	6
Тепловая выдержка 800 °С, 1000 ч	780	350	23	26	22
Тепловая выдержка 800 °С, 6000 ч	610	340			12
Пруток. Закалка 1150 °С, вода.
Тепловая выдержка 650 °С, 10000 ч	950	450	22	48	80

Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1230, конца 900. Охлаждение на воздухе.

Свариваемость

трудносвариваемая. Способ сварки — РДС. Для снятия сварочных напряжений рекомендуется термообработка.

Обрабатываемость резанием

В термообработанном состоянии при НВ 175 и σ_B = 590 МПа K_{u тв.спл.} = 0,6, K_{u б.ст.} = 0,3.

Жаростойкость

Среда	Температура, °С	Длительность испытания, ч	Глубина, мм/год	Группа стойкости или балл
75\%N2+17,5\%O2+4\%CO2+0,5\%SO	650	10000	0,01-0,011	4

Физические свойства

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	201			186	181	175	167	157
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа	78			68	65	62	58	54
Плотность, ρ_n, кг/см3	7960
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)		15	16	18	20	22	24	25
Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м)		850	900	980	1020	1080	1100	1150
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)	16.6	16.9	17.2	17.5	17.8	18.2	18.5	18.9	19.3	19.7

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)