Сталь 20Х3МВФ (ЭИ415)

Обозначения

Название Значение
Обозначение ГОСТ кирилица 20Х3МВФ
Обозначение ГОСТ латиница 20X3MBF
Транслит 20H3MVF
По химическим элементам 20Cr3MoWV
Название Значение
Обозначение ГОСТ кирилица ЭИ415
Обозначение ГОСТ латиница EI415
Транслит EhI415
По химическим элементам -

Описание

Сталь 20Х3МВФ применяется: для изготовления роторов, дисков, поковок, болтов, труб высокого давления для химической аппаратуры и гидрогенизационных установок, специального крепежа и других деталей, работающих при температурах до +540−560 °С; деталей трубопроводов с закалкой в масло и отпуском на воздухе; труб для установок химических и нефтехимических производств с условным давлением Ру=19,6−98 МПа (200−1000 кгс/см2); азотированных деталей авиастроения; заготовок валов и цельнокованых роторов стационарных и транспортных паровых турбин.

Примечание

Сталь цементируемая перлитного класса.
Температура интенсивного окалинообразования +600 °С.

Стандарты

Название Код Стандарты
Листы и полосы В23 ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокат В22 ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006
Листы и полосы В33 ГОСТ 4405-75, TУ 14-1-702-73
Сортовой и фасонный прокат В32 ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 20072-74, TУ 14-1-2090-77, TУ 14-1-3957-85, TУ 14-11-245-88
Классификация, номенклатура и общие нормы В20 ОСТ 1 90005-91
Болванки. Заготовки. Слябы В31 ОСТ 1 90157-74
Болванки. Заготовки. Слябы В21 ОСТ 1 90176-75
Обработка металлов давлением. Поковки В03 ОСТ 26-01-135-81, TУ 108-1029-81
Термическая и термохимическая обработка металлов В04 СТ ЦКБА 026-2005
Трубы стальные и соединительные части к ним В62 TУ 14-3Р-251-2007, TУ 14-3-251-74

Химический состав

Стандарт C S P Mn Cr Si Ni Fe Cu V Ti Mo W
TУ 108-1029-81 0.17-0.24 ≤0.022 ≤0.025 0.25-0.6 2.4-3.3 ≤0.4 ≤0.5 Остаток ≤0.25 0.6-0.85 - 0.35-0.55 0.3-0.5
TУ 14-3Р-251-2007 0.15-0.23 ≤0.025 ≤0.03 0.25-0.5 2.8-3.3 0.17-0.37 ≤0.3 Остаток ≤0.2 0.6-0.85 - 0.35-0.55 0.3-0.5
TУ 14-1-2090-77 0.15-0.2 ≤0.025 ≤0.03 0.25-0.5 2.8-3.3 0.17-0.37 ≤0.5 Остаток ≤0.3 0.6-0.85 - 0.35-0.55 0.3-0.5
ГОСТ 20072-74 0.15-0.23 ≤0.025 ≤0.03 0.25-0.5 2.8-3.3 0.17-0.37 ≤0.3 Остаток ≤0.2 0.6-0.85 ≤0.03 0.35-0.55 0.3-0.5
Fe - основа.
По ГОСТ 20072-74 при выплавке стали скрап-процессом содержание Cu ≤ 0,30 %. Допускается наличие титана до 0,030 %. При выплавке стали методом электрошлакового переплава массовая доля серы должна быть не более 0,015 %.
По ТУ 108-1029-81 химический состав приведен для стали марки 20Х3МВФА (ЭИ415А). В заготовках допускается отклонения по содержанию элементов, указанных в таблице: углерод ± 0,010 %, кремний + 0,030 %. Для металла ВДП допускается отклонение содержания марганца +0,10 %/-0,15 % . Отклонения содержания кремния в металле ВДП и ЭШП допускается в пределах ±0,050%. В стали ЭШП содержание серы должно быть не более 0,015 %.
По ТУ 14-1-2090-77 химический состав приведен для стали марки 20Х3МВФ (ЭИ415). В стали марки 20Х3МВФ-Ш (ЭИ415-Ш) содержание серы должно быть не более 0,015%. При соблюдении всех требований ТУ допускаются отклонения по химическому составу в соответствии с таблицей 2 ГОСТ 20072. Допускается содержание остаточных элементов: никеля - не более 0,50% и меди - не более 0,30%.

Механические свойства

Сечение, мм sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % y, % KCU, кДж/м2 HB, МПа HRC
Диски диаметром 600-1000 мм, толщиной 100-150 мм. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск при 700 °С (образцы тенгенциальные)
- 730-810 870-910 13 45-50 - - -
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
- - - - - - 321-415 31-43.5
Диски диаметром 600-1000 мм, толщиной 100-150 мм. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск при 700 °С (образцы тенгенциальные)
- 700 780 12 55 - - -
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
- - - - - - 302-363 28-39
Заготовки валов и роторов паровых турбин по ТУ 108-1029-81 (в графе состояние поставки указана категория прочности и направление и место вырезки образца)
- 589-736 ≥736 ≥13 ≥40 ≥490 - -
Диски диаметром 600-1000 мм, толщиной 100-150 мм. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск при 700 °С (образцы тенгенциальные)
- 700 780 10 39 - - -
Заготовки валов и роторов паровых турбин по ТУ 108-1029-81 (в графе состояние поставки указана категория прочности и направление и место вырезки образца)
- 589-736 ≥716 ≥11 ≥32 ≥390 - -
Диски диаметром 600-1000 мм, толщиной 100-150 мм. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск при 700 °С (образцы тенгенциальные)
- 660 720 10 33 - - -
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 1030-1080 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск при 660-700 °C, охлаждение на воздухе
≤25 735-835 ≥880 ≥12 ≥40 ≥588 277-321 -
Диски диаметром 600-1000 мм, толщиной 100-150 мм. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск при 700 °С (образцы тенгенциальные)
- 580-610 600-630 - 44-52 - - -
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 1030-1080 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск при 660-700 °C, охлаждение на воздухе
≤400 640-735 ≥735 ≥13 ≥40 ≥490 248-293 -
Диски диаметром 600-1000 мм, толщиной 100-150 мм. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск при 700 °С (образцы тенгенциальные)
- 510-550 530-560 10-12 44 - - -
Закалка в масло с 1030-1060 °C + Отпуск при 660-700 °C
- 620-650 730-750 11-13 32-40 392-491 - -
Диски диаметром 600-1000 мм, толщиной 100-150 мм. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск при 700 °С (образцы тенгенциальные)
- 480-500 490-540 11 27-40 - - -
Закалка в масло с 1030-1060 °C + Отпуск при 660-700 °C
≤25 ≥750 ≥900 ≥12 ≥40 ≥589 - -
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
- ≥49 ≥72 ≥56 ≥100 - - -
Прутки горячекатаные и кованые по ТУ 14-1-2090-77. Образцы продольные. Закалка в масло с 1030-1060 °C + Отпуск при 660-700 °C (выдержка 1-3 ч), охлаждение на воздухе
≥735 ≥880 ≥12 ≥40 ≥588 269-341 -
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
- ≥31 ≥49 ≥58 ≥100 - - -
Прутки горячекатаные и кованые по ТУ 14-1-2090-77. Образцы продольные. Закалка в масло с 900-1950 °C + Отпуск при 250-350 °C (выдержка 2 ч), охлаждение на воздухе
≥885 ≥1080 ≥10 ≥55 ≥686 320-415 -
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
- ≥22 ≥45 ≥66 ≥100 - - -
Сортовой прокат. Закалка в масло с 1030-1060 °С + Отпуск при 660-700 °С, охлаждение на воздухе
≤90 ≥735 ≥880 ≥12 ≥40 ≥579 - -
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
- ≥15 ≥26 ≥77 ≥100 - - -
Трубы бесшовные для химических и нефтехимических производств в состоянии поставки (указано направление вырезки образца)
≥490 ≥784 ≥12 - ≥490 241-285 -
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
- ≥17 ≥27 ≥79 ≥100 - - -
Трубы бесшовные для химических и нефтехимических производств в состоянии поставки (указано направление вырезки образца)
≥490 ≥784 ≥14 - ≥590 241-285 -
Поковка ротора 47 т., диаметр бочки 965-1075 мм. Нормализация при 1050 °С + Закалка в масло с 1000 °С + Отпуск при 670 °С, охлаждение с печью до 150 °С далее на воздухе (образцы тангенциальные)
- 590-690 690-780 12-18 41-68 - - -
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка в масло с 1030-1060 °C + Отпуск при 660-700 °C (выдержка 1 ч), охлаждение на воздухе
≥735 ≥883 ≥12 ≥40 ≥588 285-331 -
Поковка ротора 47 т., диаметр бочки 965-1075 мм. Нормализация при 1050 °С + Закалка в масло с 1000 °С + Отпуск при 670 °С, охлаждение с печью до 150 °С далее на воздухе (образцы тангенциальные)
- 510-600 600-680 11-15 54-61 - - -
- 500-590 550-560 13-16 57-65 - - -
- 450-570 470-570 15-20 69-72 - - -
- 400-510 410-520 12-21 65-80 - - -
- 340-450 360-460 18-23 70-84 - - -

Описание механических обозначений

Название Описание
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
KCU Ударная вязкость
HB Твёрдость по Бринеллю
HRC Твёрдость по Роквеллу (индентор алмазный, сфероконический)

Физические характеристики

Температура Е, ГПа r, кг/м3 l, Вт/(м · °С) R, НОм · м a, 10-6 1/°С С, Дж/(кг · °С)
0 207 7800 - - - -
20 207 7800 385 - - -
100 204 - 36 398 106 502
200 200 - 33 465 115 560
300 193 - 32 544 118 610
400 186 7690 31 640 121 650
500 182 7660 30 743 126 710
600 117 7620 29 859 126 710
700 171 - 29 982 - -
800 164 - - - 13 750

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 - необходимы подогрев и последующая термообработка, КТС.
Температура ковки Начала - 1240 °C, конца - 780 °C. Сечения до 50 мм охлаждаются в ящиках, 51-700 мм подвергаются отжигу с одним переохлаждением.
Обрабатываемость резаньем В отожженном состоянии при НВ 157 sВ=530 МПа Kn тв.спл.=1.5 Kn б.ст.=1.1