Сталь 08Х16Н11М3 коррозионностойкая, жаростойкая, жаропрочная аустенитного класса

Расшифровка

• Согласно ГОСТ 5632-2014 цифра перед буквенным обозначением указывает среднюю или максимальную (при отсутствии нижнего предела) массовую долю углерода (C) в сотых долях процента, т.е. массовая доля углерода в стали 08Х16Н11М3 примерно равна 0,08%.
• Буква Х в обозначении стали указывает, что сталь легирована хромом (Cr). Цифра 16 за буквой, указывает среднюю массовую долю хрома в целых единицах, т.е. массовая доля хрома примерно равна 16%.
• Буква Н в обозначении стали указывает, что сталь легирована никелем (Ni). Цифра 11 за буквой, указывает среднюю массовую долю никеля в целых единицах, т.е. массовая доля никеля примерно равна 11%.
• Буква М в обозначении стали указывает, что сталь легирована молибденом (Mo). Цифра 3 за буквой, указывает среднюю массовую долю молибдена в целых единицах, т.е. массовая доля молибдена примерно равна 3%.

Характеристика [1]

• Сталь марки 08Х16Н11М3 является коррозионностойкой, жаростойкой, жаропрочной сталью аустенитного класса.
• Сталь выплавляется в открытых электропечах.
• Температура ковки: начало 1160-1180 °C, конец ≥900 °C;
• Сталь слабо упрочняемая термической обработкой.
• Рекомендуемые режимы термической обработки: I — нормализация с 1050-1100 °C, воздух; II — закалка с 1050-1100 °C в воде;
• Сталь сваривается. Для ручной электродуговой сварки рекомендуются электроды ЦТ-26. Для механизированных методов сварки рекомендуется электродная проволока ЭП377, содержащая 3-6 % ферритной фазы.

Химический состав (ГОСТ 5632-2014)

Обозначение	Условное обозначение
Сталь аустенитного класса
08Х16Н11М3	—
Массовая доля элементов, %
углерод, C	Не более 0,08
кремний, Si	0,40-0,80
марганец, Мn	1,00-1,70
хром, Cr	15,00-17,00
никель, Ni	10,00-12,00
титан, Ti	Не более 0,10
алюминий, Аl	—
вольфрам, W	—
молибден, Мo	2,00-2,50
ниобий, Nb	—
ванадий, V	—
железо, Fe	Осн.
сера, S	Не более 0,020
фосфор, P	Не более 0,020
Прочие	Медь не более 0,25

Примерное применение коррозионно-стойкой стали 08Х16Н11М3 (ГОСТ 5632-2014)

Назначение	Оборудование атомных энергетических установок с натриевым теплоносителем
Коррозионостойкая	Да
Жаростойкая	Да
Жаропрочная	Да

Примерное применение жаростойкой стали 08Х16Н11М3 (ГОСТ 5632-2014)

Назначение	Для оборудования атомных энергетических установок с натриевым теплоносителем
Рекомендуемая максимальная температура применения в течение длительного времени (до 10000 ч), °С	600

Примерное применение жаропрочной стали 08Х16Н11М3 (ГОСТ 5632-2014)

Назначение	Оборудование атомных энергетических установок с натриевым теплоносителем
Рекомендуемая температура применения, °C	600
Срок службы	Длительный
Температура начала интенсивного окалинообра- зования в воздушной среде, °С	—
Примечание	Имеет лучшую стойкость к хрупким разрушениям в околошовной зоне в процессе эксплуатации по сравнению со сталями марок 09Х18Н9, 10Х18Н9

Механические свойства стали* при 20°C в зависимости от направления вырезки образцов [1]

Продольные образцы
σв, МПа	540
σ0,2, МПа	220
δ5, %	40,0
ψ, %	55,0
KCU, кДж/м2	1500
Поперечные образцы
σв, МПа	540
σ0,2, МПа	220
δ5, %	35,0
ψ, %	50,0
KCU, кДж/м2	1400

* Бесшовные паропроводные и коллекторные трубы. НВ<200.

Механические свойства стали при разных температурах в зависимости от состава и термической обработки [1]

t, °C	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ5, %	ψ, %
Заготовка 100 x 100 мм (слиток 100 кг; сталь: 0,09% С, 16,87% Cr, 9,52% Ni, 1,75% Мo, 3,2 % а-фазы). Термическая обработка — 1100 °C, 2 ч, воздух. Продольные образцы
20	640	230	70	77,5
200	440	175	50	74,5
300	435	150	45	68,5
400	430	135	44	67,0
600	395	135	43,5	69,0
Лист толщиной 30 мм (слитка 11-13 т; сталь: 0,07% C, 16,44% Cr, 9,17% Ni, 1,6% Mo, 3,3% α-фазы). Термическая обработка: 1080-1120 °C, 15 мин, воздух
20	640	290	78	—
200	470	210	44	77
300	460	190	40	73
400	460	190	42	70
500	440	180	37	70
600	390	170	37	69
700	330	150	38	66

Механические свойства стали после длительного старения (8000 ч при 690°C [1]

Лист толщиной 30 мм из слитка 11-13 т; (сталь: 0,07% C, 15,56% Cr, 9,33% Ni, 1,74% Mo, 2,7% α-фазы) Продольные образцы. Термическая обработка: 1080-1120 °C, 15 мин, воздух
t, °C	20*	20	630*	630
σв, МПа	620	630	330	340
σ0,2, МПа	290	282	140	140
δ5, %	74	65	40	33
ψ, %	75	73	69	66
KCU, кДж/м2	3500	2100	3200	2900

^* Без старения.

Механические свойства металла шва и сварного соединения после длительного старения стали^*1 (10000 ч при 650°C); электроды ЦТ-26 [1]

t, °C	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, кДж/м2
Металл шва
20*2	645	435	47,0	41,5	1300
20	825	380	33	38,5	600
650*2	370	280	22	53	800
650	355	225	20	43	800
Сварное соединение
20*2	540	280	46	75	1600
20	635	290	43	68	—
650*2	300	195	25	67	1700
650	330	185	24	62	—

^*1сталь: 0,07% C, 15,56% Cr, 9,33% Ni, 1,74% Mo, 2,0% α-фазы.
^*2Без старения.

Длительная прочность основного металла^*1 и сварного соединения^*2, МПа [1]

t, °C	Основной металл		Сварное соединение
	σ104	σ105	σ104	σ105
500	290	230	260	210
550	200	160	195	160
580	—	140	—	130
600	150	120	145	120
650	90	70	95	75
700	65	—	65	—

^*1σ⁶⁵⁰_1/10⁵-50 МПа,.
^*2При ручной электродуговой сварке используются электрода ЦТ-26; при аргонодуговой сварке — электроды из проволоки ЭП377.

Относительное удлинение образцов при длительных испытаниях основного металла [1]

t, °C	τ, тыс.ч	δ, %
500	3	34
550	4	14
600	5	27
650	5	40

Относительное удлинение образцов при длительных испытаниях сварного соединения [1]

t, °C	τ, тыс.ч	δ, %
500	3	28
550	1,5	28
600	9	8
650	4	23
700	3	36

Пластичность стали (образцы из заготовки сечением 90 x 90 мм) [1]

t, °C	KCU, кДж/м2
20	2890
800	2570
900	1490
1000	1410
1100	940
1150	750
1200	600

Физические свойства стали* при разных температурах [1]

t, °C	E, ГПа модуль нормальной упругости	Δt, °C	α*106, К-1 коэффициент линейного расширения
20	214	20-100	17,1
270	202	20-200	17,6
350	192	20-300	18,1
400	184	20-400	18,4
500	175	20-500	19,0
620	160	20-600	19,3
680	156	20-700	19,6
760	146	20-800	19,8
808	141

* При 20 °C плотность составляет 7900 кг/м³.

Библиографический список

1. Масленков С.Б., Масленкова Е.А. Стали и сплавы для высоких температур — Т.1. 1991 г.