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 σ0,2, МПа σB, 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 σ0,2, МПа σB, 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 σ0,2, МПа sB, 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 σB = 590 МПа Ku тв.спл. = 0,6, Ku 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, ρn, 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
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)