Поковка диска с отверстием из стали ст.20Х1М1Ф1ТР

Марка 20Х1М1Ф1ТР: характеристики и применение

Сталь 20Х1М1Ф1ТР (ЭП182) относится к жаропрочным релаксационностойким сталям перлитного класса. От рядовых углеродистых и обычных хромистых марок её отличает комплексное легирование: при умеренном содержании углерода (C 0.17-0.24%) в состав одновременно введены хром (Cr 0.9-1.4%), молибден (Mo 0.8-1.1%) и ванадий (V 0.7-1.0%), а также микродобавки титана (Ti 0.05-0.12%) и бора (до 0.005%). Именно этот набор карбидообразующих элементов обеспечивает теплоустойчивость и сопротивление релаксации напряжений при длительной работе под нагрузкой и температуре, тогда как никель ограничен (до 0.5%), а сера и фосфор нормированы на уровне до 0.03%.

Согласно характеристикам, приведённым в таблицах, рекомендуемая температура применения стали: до 500-580 °C. Типичное назначение поковок этой марки: крепёжные детали турбин и фланцевых соединений паропроводов, а также элементы аппаратуры с рабочей температурой до 580 °C, то есть ответственные нагруженные узлы энергетического и теплосилового оборудования. Для диска с отверстием из 20Х1М1Ф1ТР это означает, что заготовка ориентирована не на общемашиностроительное применение, а на детали, длительно работающие в условиях повышенных температур и постоянных монтажных усилий, где важна стабильность затяжки и сопротивление ползучести.

По механическим свойствам (прокат по ГОСТ 20072-74, испытания при 20 °C) сталь после закалки от 980 °C в масле с последующим высоким отпуском при 700 °C в течение 5-7 ч обеспечивает предел прочности σв около 780 МПа, предел текучести σт около 665 МПа, относительное удлинение δ5 15%, сужение ψ 50% и ударную вязкость KCU 590 кДж/м²; в горячекатаном отожжённом состоянии твёрдость составляет порядка HB 229. При изготовлении поковки диска с отверстием это диктует обязательный режим термообработки с высоким отпуском для снятия напряжений и получения релаксационной стойкости, а также учёт того, что комплекснолегированная теплоустойчивая сталь сложнее в горячей деформации и механической обработке, чем углеродистые марки, поэтому маршрут ковки, термообработки и контроля (включая твёрдость и УЗК при необходимости) согласуется до запуска.