Сплав 14Х17Н2 применяется для изготовления рабочих лопаток, дисков, валов, втулок, фланцев, крепежных и других деталей, деталей компрессорных машин, работающих на нитрозном газе, деталей, работающих в агрессивных средах и при пониженных температурах в химической и других отраслях промышленности, фасонных отливок и отливок по выплавляемым моделям для авиастроения I группы - нагруженных деталей с определенными требованиями по плотности и механическим свойствам: высоконагруженных кронштейнов, герметичных корпусов приборов, рам гироскопов, стабилизаторов и т.д. и II группы - ненагруженных и малонагруженных деталей: колец, фланцев, соединительных деталей, негерметичных корпусов приборов и т.д.Примечание Сталь коррозионностойкая, жаропрочная мартенсито-ферритного класса. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации в течение длительного времени +400 °C. Температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде +800 °C. Наибольшей коррозионной стойкостью сталь обладает после закалки с высоким отпуском.
ГОСТы и ТУ на сплав 14Х17Н2
ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент"; ГОСТ 18907-73 "Прутки нагартованные, термически обработанные шлифованные из высоколегированной и коррозионно-стойкой стали. Технические условия."; ГОСТ 25054-81 "Поковки из коррозионно-стойких сталей и сплавов. Общие технические условия."; ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент."; ГОСТ 14955-77 "Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия."; ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент."; ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент."; ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент."; ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент."; ГОСТ 8559-75 "Сталь калиброванная квадратная. Сортамент."; ГОСТ 8560-78 "Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент."; ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент."; ГОСТ 5632-72 "Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки."; ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент."; ГОСТ 5949-75 "Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия."; ГОСТ 2879-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент."; ТУ 14-11-245-88 "Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия."; ОСТ 3-1686-90 "Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия.";
Химический состав сплава 14Х17Н2
C
Cr
Mn
Ni
P
S
Si
0,11-0,17
16,0-18,0
≤0,80
1,5-2,5
≤0,030
≤0,025
≤0,80
Механические свойства сплава 14Х17Н2
Механические свойства при 20°С
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
830-1030
229-321
21,0-30,0
930-1130
255-363
27,0-32,0
Заготовки (поковки и штамповки) по ОСТ 95-10-72. Закалка в масло с 950-1040 °С + Отпуск, охлаждение в масле или на воздухе (образцы)
≤100
600-650
229-285
20-29
≤100
275-350
35-43
КТ0
≤60
275-350
≥1079
≥10
≥392
321-415
КТ55
≤100
600-680
≥540
≥686
≥15
≥40
≥588
207-285
Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 016-2005. Закалка в масло с 975-1040 °C + Отпуск, охлаждение на воздухе
≤60
275-370
≥834
≥1080
≥10
≥25
≥490
331-388
37,0-42,5
≤60
560-600
≥735
≥931
≥10
≥30
≥490
277-331
30,0-37,0
≤60
680-700
≥568
≥784
≥14
≥50
≥588
229-285
22,5-31,0
60-100
680-700
≥540
≥687
≥12
≥43
≥490
229-285
22,5-31,0
>100-300
680-700
≥540
≥687
≥12
≥40
≥392
229-285
22,5-31,0
Заготовки деталей трубопроводной арматуры по СТ ЦКБА 016-2005. Отжиг при 680-700 °C (выдержка 20 ч), охлаждение на воздухе с печью
≤60
≥490
≥735
≥14
≥50
≥588
240-260
25,0-28,0
Листовой горячекатаный (1,5-3,9 мм) и холоднокатаный (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Закалка в масло с 950-975 °C + Отпуск при 275-350 °C, охлаждение на воздухе
Образец
≥1080-1370
≥10
Литье по выплавляемым моделям и в керамические формы. Закалка в масле или растворе жидкого стекла с 1040-1060 °C + Отпуск при 540-560 °C (3 часа), охлаждение на воздухе
≥736
≥932
≥8
≥20
≥245
229-321
Литье по выплавляемым моделям и в керамические формы. Закалка в масле или растворе жидкого стекла с 1040-1060 °C + Отпуск при 670-690 °C (3 часа), охлаждение на воздухе
≥638
≥834
≥8
≥20
≥245
229-321
Поковки для деталей стойких к МКК. Закалка в масло или на воздухе с 970-1020 °C + Отпуск при 620-670 °C, охлаждение на воздухе
≤60
≥540
≥687
≥12
≥60
≥590
228-277
100-300
≥540
≥687
≥12
≥40
≥393
228-277
60-100
≥540
≥687
≥12
≥50
≥492
228-277
Поковки. Закалка в масло или на воздухе с 970-1000 °C + Отпуск при 600-650 °C, охлаждение на воздухе
≤60
≥638
≥736
≥12
≥45
≥600
241-321
100-300
≥638
≥736
≥10
≥35
241-321
60-100
≥638
≥736
≥11
≥40
≥500
241-321
Поковки. Закалка в масло или на воздухе с 970-1000 °C + Отпуск при 300-350 °C, охлаждение на воздухе
≤300
321-388
Поковки. Закалка в масло с 980-1020 °C + Отпуск при 680-700 °C, охлаждение на воздухе
60-100
≥637
≥784
≥12
≥30
≥490
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по ГОСТ 5949-75. Закалка в масло с 1000-1030 °C + Отпуск при 620-660 °C, охлаждение на воздухе
Образец
≥635
≥835
≥16
≥55
≥784
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по ГОСТ 5949-75. Закалка в масло с 975-1040 °C + Отпуск при 275-350 °C, охлаждение на воздухе
Образец
≥835
≥1080
≥10
≥30
≥490
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в масло с 975-1040 °C + Отпуск, охлаждение на воздухе
Образец
275-350
≥850
≥1100
≥10
≥30
≥490
Образец
680-700
≥600
≥750
≥18
≥45
≥686
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка в масло с 1010-1030 °C + Отпуск при 670-690 °C, охлаждение на воздухе
Образец
≥638
≥834
≥16
≥55
≥784
255-302
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка в масло с 975-1040 °C + Отпуск при 275-350 °C, охлаждение на воздухе
Образец
≥834
≥1079
≥10
≥30
≥490
321-388
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Пруток. Отжиг при 760-780 °С (выдержка 2 ч), охлаждение с печью + Закалка в масло с 950-975 °С (выдержка 1 ч)
300
930-950
1260-1280
≥16
59-61
400-444
400
980-1050
1290-1330
16-17
60-62
388-444
500
970-1000
1110-1200
14-15
≥60
363-388
Механические свойства при повышенных температурах
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
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
Поковки дисков диаметром 700 мм и высотой 30-80 мм. Отжиг с двумя переохлаждениями 200-230 °С и 140-180 °С. Закалка в масло с 960-980 °С + Отпуск при 640-670 °С (образцы тангенциальные). При 20 °С НВ=285
20
680-690
870-890
≥16
52-55
200
630-650
780
12-15
47-53
300
610-630
730-760
11-13
50-53
400
600-630
730-750
11-12
≥45
500
500-540
560-610
≥15
54-56
600
280-310
330-340
28-30
83-84
Пруток. Отжиг при 760-780 °С (выдержка 2 ч), охлаждение с печью + Закалка в масло с 950-975 °С (выдержка 1 ч) + Отпуск при 600 °С (выдержка 3-6 ч). При 20 °С НВ=269-302
20
680-710
860-880
19-22
60-63
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
Механические свойства при испытании на длительную прочность
Предел ползучести, МПа
Скорость позучести, %/ч
Температура испытания, °C
Предел длительной прочности, МПа
Длительность испытания, ч
Температура отпуска, °C
274
2/100
450
608-686
1000
400
588-666
2000
617
200
450
Дополнительная информация
Нагрев отливок до температур свыше 900 °С должен производиться либо с эмалевым покрытием, либо в защитной среде (гелий, аргон, с точкой росы 52°С согласно ГОСТ 10157). Для тонколистового горячекатаного (1,5-3,9 мм) и холоднокатаного (0,7-3,9 мм) проката по ГОСТ 5582-75 рекомендуется режим термообработки: Отжиг или отпуск при 650-700 °C, при этом уровень механических свойств готового проката устанавливается по согласованию производителя и потребителя. По ГОСТ 7350-77 для листового горячекатаного (4,0-25,0 мм) и холоднокатаного (4,0-5,0 мм) проката рекомендуется режим термообработки: отжиг или отпуск при 650-700 °C, при этом уровень механических свойств готового проката устанавливается по согласованию производителя и потребителя. По ОСТ 1 90176-75 вариант термической обработки штамповок оговаривается в заказе. При отсутствии указания в заказе заводу-поставщику предоставляется право выбирать режим термической обработки по своему усмотрению.
Физические свойства сплава 14Х17Н2
Температура испытания, °С
0
20
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)
193
197
164
148
133
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)
Плотность (r, кг/м3)
7750
7750
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С))
21
20,9
22
23
24
24
25
26
27
28
30
Уд. электросопротивление (R, НОм · м)
720
720
780
840
890
990
1040
1110
1130
1160
1170
1180
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)
9,8
10,6
11,8
11
11,1
11,3
11
10,7
11,4
11,4
11,5
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))
462
Коррозионная стойкость сплава 14Х17Н2
Среда
Температура испытания °C
Скорость коррозии, мм/год
Длительность испытания, ч
Глубина мм/год
Вода дистиллированная
300
50
0,08
Пар—воздух
100
100
0,005
Технологические параметры 14Х17Н2
Обрабатываемость резаньем
В закаленном и отпущенном состоянии при НВ 330 Kn тв.спл.=0,4 Kn б.ст.=0,3. Для улучшения обрабатываемости и получения твердости НВ ≤ 229 заготовки подвергают отжигу при 620-670 °C в течение 4-8 ч с охлаждением на воздухе.
Особенности термической обработки
Сталь мартенсито-ферритного класса применяют в закаленном и отпущенном состоянии. Для достижения максимальной прочности изделия из стали 14Х17Н2 подвергают закалке с 975 - 1040 °С, выдержка при толщине изделия до 10 мм - 15 мин, свыше 10 мм - 15 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины, охлаждение - в масле. Отпуск - при 275 - 350 °С в течение 2 ч + 1 мин на 1 мм максимальной толщины, охлаждение - на воздухе. Нагрев деталей (заготовок) в интервале температур от 500 °С до 800 °С должен производиться со скоростью не более 200 °С в час. В интервале температур 750 - 800 °С необходимо дать выдержку до полного прогрева садки. Дальнейший нагрев до температуры закалки производится по мощности печи. Для деталей толщиной (диаметром) до 120 мм скорость нагрева не лимитируется и выдержка при температуре от 750 °С до 800 °С не производится. Для обеспечения среднего уровня прочности после закалки, изделия подвергают отпуску при 560-650 °С в течение 1 ч + 1 мин на 1 мм максимальной толщины материала, охлаждение на воздухе. Термическая обработка по этому режиму вызывает в изделии склонность к межкристаллитной коррозии. Для достижения высокой коррозионной стойкости изделия из стали 14Х17Н2 после закалки подвергают отпуску при 680-700 °С в течение 30 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины материала. Температуру нагрева под закалку для изделий, изготовленных из листовой стали 14Х17Н2, можно понижать до 950-975 °С. Сварные изделия из стали 14Х17Н2 обладают пониженной коррозионной стойкостью в зоне термического влияния. Поэтому их необходимо подвергать отпуску при 680-720 °С. Время выдержки -30 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины изделия. Для уменьшения остаточной магнитной индукции в деталях магнитопровода электромагнитов детали (заготовки) должны подвергаться длительному отжигу. Детали, входящие в узлы трения и уплотнения затвора трубопроводной арматуры, могут подвергаться поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) с целью повышения твердости при одновременном сохранении высоких механических свойств в сердцевине детали. Поверхностная закалка с нагревом ТВЧ применяется для деталей толщиной (диаметром) не менее 15 мм и производится только после предварительной улучшающей термической обработки на твердость до 22-31 HRC. Подкалка деталей ТВЧ допускается только при отсутствии требования стойкости стали к межкристаллитной коррозии.Длительный отжиг заготовок применяется для уменьшения остаточной магнитной индукции в деталях магнитопровода электромагнитов и обеспечивает магнитные характеристики для стали марки 14Х17Н2 наименьшая коэрцитивная сила Нс равна 0,1 ка/м при остаточной индукции Вч 0,5 Тл, индукция насыщения Bs равна 1,5 Тл при максимальной коэрцитивной силе Нm 20 ка/м.Сварные узлы и изделия из стали 14Х17Н2 для повышения коррозионной стойкости подвергают отжигу по режиму: нагрев до 680-700 °С, выдержка - 2-3 ч, охлаждение на воздухе при отсутствии требований стойкости к МКК; нагрев до 680-700 °С, выдержка - 3-5 ч, охлаждение на воздухе при требовании стойкости к МКК.
Свариваемость
Трудносвариваемая. Способ сварки РДС, АрДС. Сварные соединения в зоне термического влияния обладают пониженной стойкостью к МКК и общей коррозии, поэтому после сварки необходим отпуск при 680-700 °С в течение 30-60 мин.
Склонность к отпускной хрупкости
Склонна.
Температура ковки
Начала - 1250 °C, конца - 900 °C. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Прочая информация о 14Х17Н2
Температура критических точек:
Критическая точка
Температура °C
AC1
720
AC3
830
AR1
700
Ударная вязкость:
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.