Сплав 03Х20Н45М4Бч

Сталь 03Х20Н45М4Бч — высоконикелевый аустенитный сплав системы Fe–Ni–Cr–Mo, применяемый в качестве конструкционного материала оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) транспортных и стационарных атомных энергетических установок. Аналоговое обозначение по принятой отраслевой классификации — ЧС-42.

Классификация и особенности марки

По структурному классу сталь 03Х20Н45М4Бч относится к аустенитным коррозионностойким жаропрочным сталям с повышенным содержанием никеля. Высокая массовая доля никеля (44–46 %) обеспечивает устойчивость аустенитной структуры в широком диапазоне температур и существенно повышает сопротивление материала радиационному охрупчиванию, радиационному распуханию и радиационной ползучести — трём основным механизмам деградации конструкционных материалов в нейтронном потоке.

Молибден (3,3–4,3 %) повышает механические свойства при повышенных температурах и коррозионную стойкость в агрессивных средах. Ниобий (0,75–0,95 %) связывает углерод в карбиды МС, предотвращая сенсибилизацию и межкристаллитную коррозию в опасном температурном диапазоне. Иттрий (0,02–0,06 %) — редкоземельный микролегирующий элемент, введённый для улучшения когезии границ зёрен и повышения жаростойкости.

Химический состав по ТУ

Нормируемые пределы содержания элементов приведены в таблице.

Пониженные верхние пределы примесей фосфора (≤ 0,015 %) и серы (≤ 0,01 %) обусловлены требованиями к изотропии механических свойств при высоких дозах нейтронного облучения. Суффикс «ч» в обозначении марки означает нормирование повышенной химической чистоты.

Термическая обработка и исходное состояние поставки

Механические свойства материала нормируются после аустенизации при 1050 °C с выдержкой один час и охлаждением на воздухе. Такой режим обеспечивает полный перевод карбидов в раствор и стабилизацию однофазной аустенитной структуры перед последующей трубопрокатной обработкой.

Полуфабрикат поставляется в виде кованых трубных заготовок. Проверка на склонность к межкристаллитной коррозии (МКК) проводится по методике провоцирующего нагрева при 650 °C в течение двух часов с последующим испытанием в коррозионной среде в течение 24 часов.

Требования к качеству поверхности

На поверхности и в теле трубных заготовок не допускаются дефекты, выявляемые визуально без увеличительных приборов: трещины, плены, раковины, закаты и заковы, волосовины, шлаковые включения, расслоения, подкорковые пузыри и подусадочная рыхлость. Жёсткость требований обусловлена назначением — оболочки особотонкостенных труб высокой точности для ТВЭЛ.

Назначение и форма поставки

Сталь 03Х20Н45М4Бч предназначена для изготовления кованой трубной заготовки, из которой производятся особотонкостенные трубы высокой точности — оболочки тепловыделяющих элементов транспортных и стационарных атомных энергетических установок.

Поставляется в виде кованых трубных заготовок. Другие формы поставки уточняются при оформлении заявки.

По схожим радиационно-стойким высоконикелевым аустенитным сталям для ядерного применения также смотрите: Сталь 01Х25Н19Г5АМ4 (ЧС-84) и Сплав 02Х28Н30МДБ (ЭК77).