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 – 0,200,4 – 0,61,15 – 1,6остальное

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 – 0,20,4 – 0,61,15 – 1,600,02 – 0,05остальное

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 – 0,20,4 – 0,61,15 – 1,55остальное> 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 – 0,200,4 – 0,61,15 – 1,55остальное

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.

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 точкаТемпература °C
AC1720
AC3830
AR1700
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 сердцевиныHRBHBHVHSD
ГОСТ 18907-73. Пруток ≥ 5,0 мм, после отжига≤302
ГОСТ 5949-75. Прокат г/к и кованый. Отжиг или отпуск≤285
Термообработка, состояние сталиs-1, МПаt-1, МПаnsB ,МПаs0,2, МПа
4511Е+7
СредаТемпература испытания °CДлительность испытания, чГлубина мм/годГруппа стойкости или баллУвеличение массы г/(м2·ч)Потеря массы г/(м2·ч)
Воздух9000,904Пониженно-стойкая
Воздух10002,010Малостойкая

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.

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:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector