Сталь 20Х13Л
Обозначения
| Название |
Значение |
| Обозначение ГОСТ кириллица |
20Х13Л |
| Обозначение ГОСТ латиница |
20X13L |
| Транслит |
20H13L |
| По химическим элементам |
20Cr13 |
Описание
Сталь 20Х13Л применяется: для изготовления отливок деталей, подвергающихся ударным нагрузкам (турбинных лопаток, клапанов гидравлических прессов, арматуры крекинг-установок, сегментов сопел, форм для стекла, рам садочных окон, предметов домашнего обихода и др.), а также изделий, подвергающихся действию относительно слабых агрессивных сред (атмосферных осадков, влажного пара, водных растворов солей органических кислот при комнатной температуре); отливок деталей газовых турбин и осевых компрессоров, работающих при температурах до +540 °С; центробежнолитых труб, предназначенных для изготовления змеевиков трубчатых печей установок производства аммиака, водорода, этилена, сероуглерода и др., работающих в интервале температур 760−1060 °С и давлении до 3,92 МПа (40 кгс/см2); отливок деталей оборудования (арматуры) атомных электростанций, станций теплоснабжения, теплоэлектроцентралей, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок; отливок по выплавляемым моделям для авиастроения I группы — нагруженных деталей с определенными требованиями по плотности и механическим свойствам: высоконагруженных кронштейнов, герметичных корпусов приборов, рам гироскопов, стабилизаторов и т. д. и II группы — ненагруженных и малонагруженных деталей: колец, фланцев, соединительных деталей, негерметичных корпусов приборов и т. д.
Примечание
Сталь коррозионностойкая жаропрочная мартенситного класса. Если сталь 20Х13Л используется как жаропрочная, то максимальная температура эксплуатации деталей +500 °С.
Сталь 20Х13Л несколько менее коррозионностойкая в атмосферных условиях по сравнению со сталью марки 15Х13Л. Наивысшая коррозионная стойкость стали достигается термической обработкой и полировкой.
Стандарты
| Название |
Код |
Стандарты |
| Отливки со специальными свойствами (чугунные и стальные) |
В83 |
ГОСТ 2176-77 |
| Отливки стальные |
В82 |
ГОСТ 977-88, ОСТ 108.961.04-80, ОСТ 24.920.01-80, ОСТ 3-4365-79, ОСТ 1 80059-83, TУ 26-02-19-75, TУ 4112-091-00220302-2006, TУ 5.961-11151-92 |
| Твердые сплавы, металлокерамические изделия и порошки металлические |
В56 |
ОСТ 107.750001.001-91 |
| Сварка и резка металлов. Пайка, клепка |
В05 |
РТМ 108.020.122-78 |
| Термическая и термохимическая обработка металлов |
В04 |
СТП 26.260.484-2004 |
| Трубы стальные и соединительные части к ним |
В62 |
TУ 1333-047-00220302-02 |
Химический состав
| Стандарт |
C |
S |
P |
Mn |
Cr |
Si |
Ni |
Fe |
Cu |
| TУ 5.961-11151-92 |
0.16-0.25 |
≤0.025 |
≤0.03 |
0.3-0.8 |
12-14 |
0.2-0.8 |
- |
Остаток |
- |
| ГОСТ 2176-77 |
0.15-0.25 |
≤0.025 |
≤0.03 |
0.3-0.8 |
12-14 |
0.2-0.8 |
≤0.5 |
Остаток |
≤0.3 |
Fe - основа.
По ГОСТ 977-88 при выплавке стали в индукционной печи допускается повышение массовой доли серы до 0,030%.
По ТУ 5.961-11151-92 для отливок 1 и 2 классов массовая доля кобальта в стали не должна превышать 0,20 %, а для отливок, находящихся в зоне прямого облучения - 0,15 %.
По ГОСТ 2176-77 химический состав приведен для стали марки 20Х13Л. Допускаются отклонения от норм химического состава: по углероду ±0,020 %; по кремнию ±0,10 %; по марганцу, меди, хрому и никелю ±0,10 % каждого; по титану и вольфраму ±0,050 % каждого; по ванадию, молибдену и ниобию ±0,020 % каждого.
Механические характеристики
| Сечение, мм |
sТ|s0,2, МПа |
σB, МПа |
d5, % |
y, % |
кДж/м2, кДж/м2 |
Твёрдость по Бринеллю, МПа |
| Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца) |
| 100 |
440-505 |
630-690 |
21-27 |
40-63 |
- |
187-206 |
| Отливки в состоянии поставки по ГОСТ 2176-77 |
| - |
≥441 |
≥589 |
≥16 |
≥40 |
≥392 |
- |
| Отливки с толщиной стенки до 100 мм в состоянии поставки по ТУ 5.961-11151-92. Отжиг при 940-960 °С, охлаждение с печью + Закалка в масло с 1040-1060 °С + Отпуск при 740-760 °С, охлаждение на воздухе |
| - |
≥450 |
≥600 |
≥6 |
≥40 |
≥392 |
- |
| Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца) |
| 200 |
495-570 |
640-730 |
12-17 |
19-41 |
- |
- |
| Отливки деталей ГТУ. Закалка в масло с 1050 °C + Отпуск при 740-760 °C, охлаждение на воздухе |
| - |
≥441 |
≥589 |
≥14 |
≥35 |
≥290 |
201-241 |
| Отливки с толщиной стенки до 100 мм в состоянии поставки по ТУ 5.961-11151-92. Отжиг при 940-960 °С, охлаждение с печью + Закалка в масло с 1040-1060 °С + Отпуск при 740-760 °С, охлаждение на воздухе |
| - |
≥360 |
- |
- |
- |
- |
- |
| Отливки по СТП 26.260.484-2004. Закалка в масло с 1000-1050 °C + Отпуск при 720-750 °C, охлаждение на воздухе |
|
≥450 |
≥600 |
≥16 |
≥40 |
≥392 |
- |
| Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца) |
| 10 |
390-460 |
610-680 |
22-28 |
51-64 |
- |
- |
| Отливки с толщиной стенки до 100 мм в состоянии поставки по ТУ 5.961-11151-92. Отжиг при 940-960 °С, охлаждение с печью + Закалка в масло с 1040-1060 °С + Отпуск при 740-760 °С, охлаждение на воздухе |
| - |
≥340 |
- |
- |
- |
- |
- |
| Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца) |
| 100 |
430-500 |
630-670 |
22-27 |
45-61 |
- |
187-206 |
| Отливки с толщиной стенки до 100 мм в состоянии поставки по ТУ 5.961-11151-92. Отжиг при 940-960 °С, охлаждение с печью + Закалка в масло с 1040-1060 °С + Отпуск при 740-760 °С, охлаждение на воздухе |
| - |
≥320 |
- |
- |
- |
- |
- |
| Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца) |
| 200 |
540-570 |
680-710 |
10-14 |
20-30 |
- |
- |
| Отливки сечением 30 мм. Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе |
| - |
385-455 |
560-630 |
21-23 |
57-66 |
- |
- |
| Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца) |
| 30 |
415-500 |
620-670 |
18-30 |
61-64 |
- |
196-206 |
| Отливки сечением 30 мм. Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе |
| - |
355-445 |
520-600 |
18-22 |
55-65 |
- |
- |
| Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе (указано место вырезки образца) |
| 50 |
385-460 |
610-650 |
15-29 |
22-67 |
- |
187-206 |
| Отливки сечением 30 мм. Нормализация при 940-950 °С + Отпуск при 740-750 °С, охлаждение на воздухе |
| - |
360-395 |
510-540 |
17-19 |
51-62 |
- |
- |
| - |
335-405 |
470-530 |
14-19 |
51-61 |
- |
- |
| - |
300-380 |
390-465 |
14-20 |
52-64 |
- |
- |
Описание механических обозначений
| Название |
Описание |
| Сечение |
Сечение |
| sТ|s0,2 |
Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию - 0,2% |
| σB |
Предел кратковременной прочности |
| d5 |
Относительное удлинение после разрыва |
| y |
Относительное сужение |
| кДж/м2 |
Ударная вязкость |
Физические характеристики
| Температура |
Е, ГПа |
G, ГПа |
r, кг/м3 |
l, Вт/(м · °С) |
R, НОм · м |
a, 10-6 1/°С |
С, Дж/(кг · °С) |
| 20 |
222 |
87 |
7740 |
21 |
645 |
- |
- |
| 100 |
216 |
84 |
- |
23 |
695 |
10 |
470 |
| 200 |
211 |
82 |
- |
24 |
775 |
108 |
491 |
| 300 |
203 |
79 |
- |
25 |
859 |
113 |
512 |
| 400 |
195 |
76 |
- |
26 |
931 |
117 |
533 |
| 500 |
184 |
71 |
- |
27 |
985 |
121 |
563 |
| 600 |
167 |
64 |
- |
27 |
1055 |
124 |
596 |
| 700 |
149 |
55 |
- |
27 |
1115 |
126 |
643 |
| 800 |
140 |
53 |
- |
28 |
1125 |
128 |
680 |
| 900 |
- |
- |
- |
28 |
1160 |
128 |
680 |
| 1100 |
- |
- |
- |
- |
- |
108 |
693 |
Описание физических обозначений
| Название |
Описание |
| Е |
Модуль нормальной упругости |
| r |
Плотность |
| l |
Коэффициент теплопроводности |
| R |
Уд. электросопротивление |
Технологические свойства
| Название |
Значение |
| Свариваемость |
Ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой. Подогрев и термообработка применяются в зависимости от вида сварки и назначения конструкции. |
| Обрабатываемость резаньем |
При НВ >=170 Kn тв.спл.=1,2 Kn б.ст.=0,5. |
| Особенности термической обработки |
Изделия из стали можно подвергать закалке, отпуску, отжигу. Закалку и отпуск изделий проводят для достижения: а) максимальной коррозионной стойкости; б) заданного уровня механических свойств. Отливки из стали 20X13Л можно подвергать термообработке по двум режимам: а) отжиг при 950 °С, выдержка 2-3 ч, охлаждение на воздухе; б) закалка в масло с 1000-1050 °С, время выдержки при нагреве под закалку для изделий с толщиной стенки до 10 мм - 30 мин, свыше 10 мм — 20 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины + отпуск при 720-750 °С, выдержка 1-2 ч, охлаждение на воздухе. |
| Заварка дефектов |
Заварка дефектов отливок после разделки осуществляется с предварительным и сопутствующим подогревом до 400-450 °C. Заварка дефектов ручной сваркой осуществляется электродами типа Э-06Х13Н (ГОСТ 10052) марки ЦЛ-41. |
