Сталь 14Х17Н2 коррозионно-стойкая жаропрочная

Стоимость

При определении цены изделия учитывается содержание легирующих компонентов, капиталовложения на изготовление, сложность работ, используемое оборудование, дополнительные материалы. Производство стали усложняется за счет:

  • продолжительности остывания заготовки и конечной детали для получения необходимой структуры;
  • вакуумирования, которое выводит нежелательные газообразные вещества, понижая хрупкость, содержание флокенов и скорость старения материала;
  • использования никеля в составе стали 14Х17Н2, который изготавливается в виде листов и относится к полуфабрикатам;
  • слабого химического взаимодействия, которое приводит к повышению расхода компонентов состава;
  • большого потребления кислорода, который используется для окисления, повышающего скорость химической реакции и улучшающего взаимодействие компонентов.

Последующая термообработка необходима для наделения стали определенными качествами. Данный процесс также приводит к дополнительным затратам, влияющим на стоимость конечного продукта:

  • закалка с охлаждением в масле;
  • необходимость создания детали определенного размера, что приводит к срезке металла;
  • применение высокопрочных инструментов для мехобработки материала.

Все затраты оправданы с точки зрения технологичности, возможности получения сплава с установленными свойствами, широкой области применения. Цена за кг 14Х17Н2 составляет 150-180 руб. Точное значение ее определяется на основании объема заказа и формы изделия.

Стоимость 14х17н2

На стоимость влияют не только наличие легируемых элементов, основная стоимость складывается из затрат на производство, его сложности, оборудования и дополнительных расходных материалов. Выплавке этой марки усложняется:

  • Повышенным расходом кислорода, т. е. энергоносителя (чтобы большое количество элементов усвоилось с высоким процентным содержанием, расплав подвергают повышенному окислению, при котором содержание углерода снижено до 0,03-0,04 %);
  • Из-за высокого содержания 3 элементов снижается коэффициент усвоения, что приводит к перерасходу сырья;
  • Ni — дорогой материал, который поставляется в листах (что само по себе является полуфабрикатом);
  • Применяется процедура вакуумирования, для удаления вредных газообразных элементов (О, N, Н), так как они в последствии увеличивают хрупкость, образуют флокены и вызывают ускоренное старение стали;
  • Увеличение времени на охлаждение слитков, чтобы получить нужную структуру.

При дальнейшей термомеханической обработке 14х17н2 должна получить окончательные свойства. Но это также увеличивает затраты, которые неизбежно влекут повышение стоимости.

  • Изделия проходят окончательную обработку закалка — охлаждение в масле, что требует расхода дорогостоящего вещества;
  • При подгоне по размерах лишний слой снимается, что увеличивает расходы материала;
  • Для обработки твердой стали используются режущие инструменты повышенной прочности.

 Но затраты на марку 14х17н2 оправданны ее высокими технологичными свойствами.      

Рейтинг: 5/5 – 2
голосов

Химический состав 17Г1С

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ГОСТ 5520-79

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
Ti
(Титан)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
As
(Мышьяк)
Fe
(Железо)
0,15 – 0,20 0,4 – 0,6 1,15 – 1,6 остальное

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ГОСТ 19281-2014

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
V
(Ванадий)
Nb
(Ниобий)
Ti
(Титан)
Al
(Алюминий)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
As
(Мышьяк)
Ag
(Серебро)
0,15 – 0,2 0,4 – 0,6 1,15 – 1,60 0,02 – 0,05 остальное

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ТУ 14-1-1921-76

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
Ce
(Церий)
Fe
(Железо)
Ca
(Кальций)
0,15 – 0,2 0,4 – 0,6 1,15 – 1,55 остальное > 0,02

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ТУ 14-3Р-1270-2009

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
Nb
(Ниобий)
Cu
(Медь)
Fe
(Железо)
остальное

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ТУ 14-3-1573-96

C
(Углерод)
Si
(Кремний)
Mn
(Марганец)
P
(Фосфор)
S
(Сера)
Cr
(Хром)
Ni
(Никель)
Cu
(Медь)
N
(Азот)
Fe
(Железо)
0,15 – 0,20 0,4 – 0,6 1,15 – 1,55 остальное

Массовая доля элементов стали 17Г1С по

ТУ 14-3-1973-98

Особенности термообработки

Эта процедура необходима для улучшения пробы материала. В результате таких работ происходят процессы, которые способны изменить свойства заготовки. При этом обрабатывать можно как обычные болванки, так и готовые части. Термообработка стали 14Х17Н2 всегда проходит по одному сценарию:

  • закалка в печи 980-1020 °С;
  • отпуск в масле до 680-700 °С;
  • охлаждение на открытом воздухе.

https://youtube.com/watch?v=u262HjEbaEY

Этот процесс придаёт сплавам твёрдость, и прибавляет коэффициент износостойкости, а это очень важный показатель, поскольку материал может быть использован для создания сложных технических устройств или массивных конструкций. Суть такого способа заключается в постепенном нагревании с дальнейшим резким охлаждением, и так делается несколько подходов.

Следует отметить, что при закаливании есть шанс возникновения дефектов: перегрев, пережог, окисление, трещины и прочее. Чтобы избежать таких неприятностей нужно строго следовать всем правилам термической обработки.

Мартенситные марки стали

Ограничивают коррозионностойкие стали, закалкой которых можно добиться отличной прочности. Магнитны.

С1: марки стали, напр., 1.4006 1.4021 1.4028

применяются для турбин, насосов, режущего инструмента

С3: марки стали, напр., 1.4057

ограниченная, но лучшая, чем у С1 коррозионная стойкость. Применяется для насосов, аппаратов и арматуры.

С4: марки стали, напр., (1.4104 используется наиболее часто)

Стали для обработки резанием, в остальном как С1.

Ферритные марки стали

Магнитные коррозионностойкие стали, незакалённые (закалка не должна проводиться, даже когда возможна).

F1: марки стали, напр.: 1.4016 1.4113

Стали этих марок могут заменять А2 и А3 и использоваться в среде с повышенным содержанием хлоридов.

Получение структуры

Марка 14х17н2 относится к хромоникелевой стали аустенитно-ферритного класса. Это сложная структура, которую приобретают сильнолегированные стали такими элементами как никель, хром, кремний. Содержание углерода 0,14-0,17 % позиционирует эти стали как среднеуглеродистые. Если можно провести аналогию по прочности, то из нелегированных сталей с таким содержанием углерода изготавливают арматуру 1-3 класса прочности.  

Но в конечном итоге, свойства, за которые цениться это сплав, определяет его структура. Если при выплавке должно обеспечиваться условие однородности расплава, отсутствием включений, небыстрым охлаждением, то дополнительные свойства изделие получает при закалке и отпуске.   

Все возможные способы обработки стали 14х17н2 определены научно-исследовательским путем и описаны в строгой последовательности в марочнике, требования по проведению процессов изложены в ГОСТах.  

Характеристики материала

Применение металлопроката можно встретить в следующих случаях:

  • Создание рабочих и направляющих лопаток для турбин. На такие предметы ложится серьёзная ответственность, и от их сорта будет завесить стабильная работа всего агрегата. Лопасти подвергаются быстрым оборотам, а внешние факторы в виде газа или горячего пара создают дополнительную нагрузку. Ещё, в спокойном состоянии, на поверхности может скапливаться конденсат, который начнёт разрушать обычный металл.
  • Изготовление крепежей. Сюда входят болты, гайки, штифты, шпильки и другие. Эти компоненты также играют ключевую роль, и от их прочности будет зависеть надёжность и безопасность всей конструкций.
  • Производство втулок. Эти составляющие встречаются в подвеске автомобилей, поэтому они должны выдержать не только силовое давление, но и отлично отталкивать воду после дождя, переносить повышенную температуру в летнее время и низкую в зимнее, служить без деформации. Также втулки разрешено устанавливать и в другие механизированные приборы.
  • Выпуск валов. Подобные запчасти передают крутящий момент от одного звена механизма к другому. Тут тоже имеются негативные факторы в виде силы трения, давления, температуры и другого.

Сталь 14Х17Н2 коррозионно-стойкая жаропрочная

Шпилька М16 14Х17Н2

Такие предметы допускается использовать в различных сферах, и, от части, их можно отнести к универсальному типу. Даже долю медицинских приборов и инструментов делают из этого проката. Что касается свойств, то у 14Х17Н2 характеристики выглядят следующим образом:

  • нержавеющая поверхность;
  • способность работать при Т = до +400 °C;
  • устойчивость к статическим и динамическим влияниям;
  • малый уровень деформации.

Трудно найти сплав, который смог бы соответствовать аналогичным параметрам. Поэтому он и цениться на всех производственных предприятиях.

Прочая информация о 14Х17Н2

Критическая точка Температура °C
AC1 720
AC3 830
AR1 700
Состояние поставки температура +20 -20 -40 -60
Лист толщиной 10 мм в состоянии поставки. Образцы поперечные. ≥560 ≥510 ≥490 ≥470
Лист толщиной 10 мм в состоянии поставки. Образцы продольные. ≥710 ≥530 ≥530 ≥520
Состояние поставки, режим термообработки HRCэ поверхности HRCэ сердцевины HRB HB HV HSD
ГОСТ 18907-73. Пруток ≥ 5,0 мм, после отжига ≤302
ГОСТ 5949-75. Прокат г/к и кованый. Отжиг или отпуск ≤285
Термообработка, состояние стали s-1, МПа t-1, МПа n sB ,МПа s0,2, МПа
451 1Е+7
Среда Температура испытания °C Длительность испытания, ч Глубина мм/год Группа стойкости или балл Увеличение массы г/(м2·ч) Потеря массы г/(м2·ч)
Воздух 900 0,904 Пониженно-стойкая
Воздух 1000 2,010 Малостойкая

Использование материалов с сайта возможно только с разрешения ООО “ЛАСМЕТ”

Механические свойства стали 14Х17Н2

Механические свойства стали при повышенных температурах

Температура испытаний, °С Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Пруток. Отжиг при 760-780°С, 2 часа, охлаждение с печью. Закалка при 950-975°С, 1 час, масло. Отпуск при 600 °С, 3-6 часов
При 20 °С НВ 269-302
20 680 – 710 860 – 880 19 – 22 60 – 63 118 – 147
300 620 – 640 720 16 65 – 67 –
400 580 – 590 670 – 680 14 – 15 63 – 64 –
500 510 550 – 570 17 – 18 68 – 70 –
550 430 460 20 81 –
Поковки дисков диаметром 700 мм и высотой 30-80 мм. Отжиг с двумя переохлаждениями при 200-230°С и при 140-180°С.
Закалка при 960-980°С, масло. Отпуск при 640-670°С. (Образцы тангенциальные). При 20°С НВ 285
20 630 – 690 870 – 890 16 52 – 55 90 – 101
200 630 – 650 780 12 – 15 47 – 53 93 – 108
300 610 – 630 730 – 760 11 – 13 50 – 53 108 – 132
400 600 – 630 730 – 750 11 – 12 45 98 – 117
500 500 – 540 560 – 610 15 54 – 56 108 – 122
600 280 – 310 330 – 340 28 – 30 83 – 84 127

Деформированное состояние. Скорость деформирования 2,5 мм/мин
700 – 215 58 90 –
800 – 145 70 92 –
900 – 98 75 88 –
1000 – 59 80 90 –
1100 – 29 80 90 –
1200 – 20 80 88 –
1250 – 20 68 80 –

Ударная вязкость из стали, KCU, Дж/см2

Лист толщиной 10 мм в состоянии поставки. Образцы Т= +20 °С Т= -20 °С Т= -40 °С Т= -60 °С
Поперечные 56 51 49 47
Продольные 71 53 53 52

Коррозийная стойкость стали

Среда Температура, °С Длительность испытания, часы Глубина коррозии, мм/год
Вода дистиллированная 900 50 0,08
Пар – воздух 1000 100 0,005

Жаростойкость стали

Среда Температура, ºС Глубина, мм/год Группа стойкости или балл
Воздух 650 0,904 Пониженно – стойкая
Воздух 750 2,010 Малостойкая

Механические свойства стали в зависимости от температуры отпуска

Температура испытаний, °С Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж/см2 Твердость, НВ
Пруток. Отжиг при 760-780°С, 2 ч, охлаждение с печью. Закалка при 950-975°С, 1 час, масло
300 930 – 950 1260 – 1280 16 59 – 61 78 – 95 400 – 444
400 980 – 1050 1290 – 1330 16 – 17 60 – 62 61 – 68 388 – 444
500 970 – 1000 1110 – 1200 14 – 15 60 54 – 98 363 – 388

Механические свойства при испытаниях на длительную прочность

Температура испытания, °С Предел ползучести, МПа Скорость ползучести %/час Предел длительной прочности, МПа, Длительность испытания, часы
400 – – 608 – 686 1000
– – – 588 – 666 2000
450 274 2/100 617 200

Свойства по стандарту

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Поковки. Закалка при 1000-1030 °С, масло. Двойной отпуск при 665-675 °С, печь или воздух До 100 540 690 15 40 59 228 – 269

Свойства по стандарту ГОСТ 5949-75

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Прутки. Закалка при 975-1040 °С, масло. Отпуск при 275-350 °С, воздух 60 835 1080 10 30 49 –
Закалка при 1000-1030 °С, масло. Отпуск при 620-660 °С, воздух 60 635 835 16 55 75 –

Свойства по стандарту

ГОСТ 7350-77

Термообработка Сечение, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Относительное сужение, ψ, % Ударная вязкость, KCU, Дж / см2 Твердость, НВ
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка при 960-1050 °С, вода или воздух. Отпуск при 275-350 °С, воздух (образцы поперечные) Образцы 882 1078 10 – – –

Свойства по стандарту

ГОСТ 25054-81

Аналоги стали 14Х17Н2

В качестве альтернативного варианта рекомендуется обратить внимание на зарубежные варианты. Например, на аналог AISI 431 американского производства

Состав этого сплава отличается лишь наличием 0,8% марганца (Mn). Что касается опций, то они выглядят следующим образом: При 5-ти часовом погружении в дистиллированную жидкость с Т = 300 °С начинает образовываться коррозия размером в 0,08 мм. Такой же эффект появляется по истечении одного года хранения в ненадлежащих условиях. Если плоскость подвергнуть воздействию Т = 100 °С, то его модуль упругости будет составлять 1,97 МПа, плотность составит 7750кг/м3, а коэффициент расширения – 9,81 °С.

Сталь 14Х17Н2 коррозионно-стойкая жаропрочная

AISI 431

Но такой заменитель имеет ряд недостатков:

ограниченная свариваемость;
повышение хрупкости при отпуске;
перед сварными работами изделие важно разогреть до 300 °С;
после сварки объект нужно подвергнуть тепловому воздействию.

Однако эта модель полностью заслуживает интереса покупателей.

Химический состав

Сталь относится к коррозионностойкому жаропрочному веществу, и к мартенсита-ферритному классу. В соединении имеется 10 химических элементов:

  • Углерод (С) – 0,11-0,17%. Придаёт веществу плотность.
  • Кремний (Si) и марганец (Mn) – не более 0,8%. Первый необходим для закаливаемости, второй – для удаления лишнего кислорода.
  • Никель (Ni) – 1,5-2,5%. Защищает плоскость от ржавчины.
  • Фосфор (P) – 0,03%. Снижает хрупкость предмета.
  • Сера (S) – 0,025%. Необходима для будущей обработки плоскости.
  • Хром (Cr) – 16-18%. Добавляется во все нержавеющие стали, и даёт сопротивляемость коррозии.
  • Титан (Ti) – не более 0,2%. Уменьшает массу объекта и увеличивает устойчивость к повреждениям.
  • Медь (Cu) – до 0,3%. Придаёт металлу пластичность, и защищает его от надломов.
  • Железо (Fe) – 78%. Основная составляющая, являющаяся неотъемлемой частью любой стали.

Несмотря на высокие показатели, хранить сталь 14Х17Н2 можно только в удалённом от воды месте. Особенно, если период складирования будет достигать нескольких лет. В этом случае продукт сохранит свою первоначальную гладкость, и не утратит эксплуатационные опции.

Поделитесь в социальных сетях:ВКонтактеEmailWhatsApp