Ударная вязкость стали 20х13

Сталь марки 20Х13Л

Марка: 20Х13Л
Класс: Сталь для отливок с особыми свойствами
Вид поставки: отливки: ГОСТ 2176-77
Использование в промышленности: детали, подвергающиеся ударным нагрузкам, а также изделия, подвергающиеся действию относительно слабых агрессивных сред; сталь мартенситного класса

Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
20Х13Л труба, лента, проволока, лист, круг 20Х13Л

Химический состав в % стали 20Х13Л
C 0,16 — 0,25
Si 0,2 — 0,8
Mn 0,3 — 0,8
Ni до 0,5
S до 0,025
P до 0,03
Cr 12 — 14
Cu до 0,3
Fe
Зарубежные аналоги марки стали 20Х13Л
США Gr.CA16, J91153 Германия 1.4027, GX20CM4, GX20Cr14
Япония SCS2 Франция Z20C13M
Англия 420C24, 420C29, ANC1B, ANC1C Италия GX30Cr13
Испания AMX20Cr13 Китай ZG20Cr13, ZG2Cr13
Болгария 2Ch13L Венгрия AoX12Cr13, AoX20CrNi14
Польша LH14 Румыния T20Cr130
Чехия 422906 Юж.Корея SSC2
Свойства и полезная информация:
Удельный вес: 7740 кг/м 3
Свариваемость материала: ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой. Подогрев и термообработка применяются в зависимости от вида сварки и назначения конструкции.
Обрабатываемость резанием: HB ≥ 170, К υ тв. спл=1,2 и Кυ б.ст=0,5
Температура начала затвердевания, °С:
1489-1497
Показатель трещиноустойчивости, Кт.у.: 0,6.
Склонность к образованию усадочной раковины, Ку.р.:0,8.
Жидкотекучесть, Кж.т: 1,0.
Линейная усадка, %: 2.2-2,3
Склонность к образованию усадочной пористости, Ку.п.:1,0.
Механические свойства стали 20Х13Л в сесениях до 100 мм (ГОСТ 2176-77)
Режим термообработки σ0,2 (МПа)
σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (Дж/см 2 )
Отжиг 950 °С. Закалка 1050 °С, масло или воздух. Отпуск 750 °С, воздух 450 600 16 40 40
Ударная вязкость стали 20Х13Л KCU, (Дж/см 2 )
Т= -20 °С Т= -40 °С Т= -60 °С Т= -80 °С Термообработка
34-74 30-63 10-64 6-62 Нормализация 940-950 °С, отпуск 740-750 °С, воздух. Закалка 940-950 °С, масло. Отпуск 740-750 °С, воздух
Механические свойства стали 20Х13Л в зависимости от сечения отливки
Сечение, мм Место вырезки образца σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (Дж/см 2 ) HB
Нормализация 940-950 °С, отпуск 740-750 °С, воздух, закалка 940-950 °С, масло, отпуск 740-750, воздух
10 Ц 390-460 610-680 22-28 51-64 63-117
30 Ц 415-500 620-670 18-30 61-64 123-166 196-206
50 Ц 385-460 610-650 15-29 22-67 52-131 187-206
100 Ц
К
430-500
440-505
630-670
630-690
22-27
21-27
45-61
40-63
64-108
77-117
187-206
187-206
200 Ц
К
540-570
495-570
680-710
640-730
10-14
12-17
20-30
19-41
30-52
32-60

Механические свойства отливок стали 20Х13Л сечением 30 мм при повышенных температурах
Температура испытаний, °С σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ %
Нормализация 940-950 °С. Отпуск 740-750 °С, воздух. Закалка 940-950 °С, масло. Отпуск 740-750 °С, воздух
100
200
300
400
500
385-455
355-445
360-395
335-405
300-380
560-630
520-600
510-540
470-530
390-465
21-23
18-22
17-19
14-19
14-20
57-66
55-65
51-62
51-61
52-64
Физические свойства стали 20Х13Л
T (Град) E 10 — 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м 3 ) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 2.22 21 7740 645
100 2.16 10 23 470 695
200 2.11 10.8 24 491 775
300 2.03 11.3 25 512 859
400 1.95 11.7 26 533 931
500 1.84 12.1 27 563 985
600 1.67 12.4 27 596 1055
700 1.49 12.6 27 643 1115
800 1.4 12.8 28 680 1125
900 10.8 28 693 1160

Расшифровка названия стали 20Х13Л: наличие буквы Л в конце говорит о том, что это марка литейной стали, цифра 20 в начале — что в стали присутствует 0,20% углерода, а также хром в количестве 13%.

Особенности стали марки 20Х13Л: из стальных отливок в ряде случаев изготовляют сложные ответственные детали точных машин и приборов. При этом литая деталь может быть определяющим элементом конструкции и должна отличаться высокой размерной стабильностью в условиях длительной эксплуатации.

Литой металл отличается повышенной макро- и микронеоднородностью строения, связанной с условиями плавки и процессами кристаллизации в форме. Влияние неоднородностей строения литой стали на изменение механических свойств при кратковременном нагружении (σв, σ0,2, δ, ψ) исследовано достаточно подробно.

Весьма эффективным является высокотемпературный нагрев (значительно выше Ас3) для улучшения структуры и свойств стали 20Х13Л, широко применяемой при изготовлении точных литых деталей машин и приборов. Эта сталь после литья отличается значительной структурной неоднородностью и крупнозернистостью. Литая крупнозернистая структура стали 20Х13Л характеризуется большой устойчивостью. В. И. Оболенским показано, что рекристаллизация аустенита стали 20Х13Л, обеспечивающая разрушение исходной крупнозернистой литой структуры, проходит только после нагрева до 1100-1150° С (примерно на 250-300° выше Ас3 и на 50-100° выше, чем для деформируемой стали аналогичного состава). Такая высокая температура рекристаллизации аустенита обусловлена большой химической и структурной неоднородностью стали 20Х13Л, микроликвацией хрома (в отдельных местах содержание хрома достигает 16,3% при среднем его содержании в стали 14%), неравномерным выделением карбидной фазы при охлаждении отливок и др. При этом важное значение имеет как скорость нагрева стали до 1100-1150° С, так и скорость охлаждения после литья и отжига. Низкие скорости нагрева и охлаждения не обеспечивают получения оптимальных структуры и свойств стали. Повышение скорости нагрева от 20 до 150-200°/мин оказывает благоприятное влияние на полноту прохождения процесса рекристаллизации аустенита и создание мелкозернистой структуры. Медленная скорость охлаждения отливок после литья и отжига усиливает химическую и структурную неоднородность литой стали. Процессы рекристаллизации аустенита при высокотемпературном нагреве стали 20Х13Л связаны главным образом с ростом части субзерен, постепенным увеличением угла разориентировки с образованием большеугловых границ новых рекристаллизованных зерен.

Для получения оптимального сочетания сопротивления микропластическим деформациям и механических свойств отливки из стали 20Х13Л после высокотемпературного отжига целесообразно подвергать термическому улучшению — закалке с 1050° С и высокому отпуску на требуемую твердость.

Влияние температуры предварительного отжига на структуру стали после закалки — после предварительного отжига при 950- 980° С и после закалки сталь сохранила исходное крупнозернистое строение. Предварительный отжиг при 1100-1150° С обеспечивает после закалки более однородное строение мартенсита и полное устранение границ исходных крупных зерен. Применение предварительного высокотемпературного отжига при 1100-1150° С стали 20Х13Л вместо обычно принятого в практике отжига при 960- 980° С позволяет повысить в 1,5-4 раза релаксационную стойкость и в 1,5 раза пластичность стали и значительно уменьшить склонность стали 20Х13Л к отпускной хрупкости после закалки и отпуска в интервале обратимой отпускной хрупкости 400-570° С.

Установленные оптимальные режимы термообработки литых сталей, обеспечивающие значительное улучшение их структуры и свойств, открывают новые возможности более широкого использования стальных отливок в ответственных конструкциях точного машиностроения и приборостроения.

Краткие обозначения:
σв — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа ε — относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 — предел упругости, МПа Jк — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 — предел текучести условный, МПа σизг — предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 — относительное удлинение после разрыва, % σ-1 — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж — предел текучести при сжатии, МПа J-1 — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν — относительный сдвиг, % n — количество циклов нагружения
s в — предел кратковременной прочности, МПа R и ρ — удельное электросопротивление, Ом·м
ψ — относительное сужение, % E — модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 T — температура, при которой получены свойства, Град
s T — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа l и λ — коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB — твердость по Бринеллю C — удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV — твердость по Виккерсу pn и r — плотность кг/м 3
HRCэ — твердость по Роквеллу, шкала С а — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С
HRB — твердость по Роквеллу, шкала В σ t Т — предел длительной прочности, МПа
HSD — твердость по Шору G — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник

Сталь 20Х13

Общие сведения

Заменитель
Сталь 12Х13, Сталь 14Х17Н2
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 19442-74, ГОСТ 18968-73.

Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73.

Лист толстый ГОСТ 7350-77.

Лист тонкий ГОСТ 5582-75.

Лента ГОСТ 4986-79.

Проволока ГОСТ 18143-72.

Полоса ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-76, ГОСТ 18968-73.

Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 18968-73, ГОСТ 25054-81.

Трубы ГОСТ 9940-81, ГОСТ 14162-79. Назначение Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударных нагрузкам и работающие при температуре до 450-500 °С, а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре. Сталь коррозионно-стойкая, жаропрочная мартенситного класса.

Химический состав

Химический элемент %
Углерод (C) 0.16-0.25
Кремний (Si), не более 0.8
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn), не более 0.8
Никель (Ni), не более 0.6
Титан (Ti), не более 0.2
Фосфор (P), не более 0.030
Хром (Cr) 12.0-14.0
Сера (S), не более 0.025

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м 2
Прутки. Закалка 1000-1050 °С, воздух или масло. Отпуск 600-700 °С, воздух или масло. 60 635 830 10 50 59
Прутки. Закалка 1000-1050 °С, воздух или масло. Отпуск 660-770 °С, воздух, масло или вода. 60 440 650 16 55 78
Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность 1-30 510-780 14
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1000-1050 °С, воздух. Отпуск 680-780 °С, воздух или печь (Образцы поперечные) >4 372 509 20
Поковки. Закалка 1000-1050 °С, воздух или масло. Отпуск 660-770 °С, воздух. 1000 441 588 14 40 39
Лента холоднокатаная. Отжиг или отпуск 740-800 °С. 2
Нормализация 1000-1020 °С. Отпуск 730-750 °С. При 20 °С НВ 187-217
20 510 710 21 66 64-171
300 390 540 18 66 196
400 390 520 17 59 196
450 370 480 18 57 235
500 350 430 33 75 245
550 275 340 37 83 216
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм. Прокатанный. Скорость деформирования 16 мм/мин, скорость деформации 0,009 1/с.
800 59 70 51 98
850 43
900 56
1000 39 61 59
1150 21 31 84 100

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м 2 HRCэ
Заготовки сечением 14 мм. Закалка 1050 °С, воздух.
200 1300 1600 13 50 81 46
300 1270 1460 14 57 98 42
450 1330 1510 15 57 71 45
500 1300 1510 19 54 75 46
600 920 1020 14 60 71 29
700 650 78 18 64 102 20

Механические свойства в зависимости от тепловой выдержки

Термообработка, состояние поставки σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м 2
Нормализация 1000-1020 °С, воздух. Отпуск 730-750 °С, воздух.
Тепловая выдержка 500 °С, 5000 ч 500 690 20 62 108
Тепловая выдержка 500 °С, 10000 ч 420 670 23 65 118
Тепловая выдержка 550 °С, 1000 ч 450 690 26 65
Тепловая выдержка 550 °С, 10000 ч 440 660 24 63 108
Тепловая выдержка 600 °С, 3000 ч 450 660 21 60 78
Тепловая выдержка 600 °С, 10000 ч 380 630 23 63 147

Механические свойства прутков при отрицательных температурах

Источник

Читайте также:  Святая звери не стали