Сталь 08Х16Н11М3 коррозионностойкая, жаростойкая, жаропрочная аустенитного класса

Автор: | 17.01.2022

Содержание

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

*1σ6501/105-50 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.

Узнать еще

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *