Сталь 20Х13Л

Обозначения

Название	Значение
Обозначение ГОСТ кирилица	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 свойства

Сечение, мм	s_Т\|s_0,2, МПа	σ_B, МПа	d₅, %	y, %	KCU, кДж/м²	HB, 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
s_Т\|s_0,2	Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию - 0,2%
σ_B	Предел кратковременной прочности
d₅	Относительное удлинение после разрыва
y	Относительное сужение
KCU	Ударная вязкость
HB	Твёрдость по Бринеллю

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.