Сплав 0Х23Н18

Сталь 10Х23Н18 — высоколегированная нержавеющая сталь аустенитного класса, обладающая жаростойкостью и жаропрочностью. В обозначении по ГОСТ 5632-72 встречается под старым написанием 0Х23Н18 — это то же самое, просто исторически цифра 10 записывалась нулём. В действующем ГОСТ 5632-2014 марка числится как 10Х23Н18.

Основная область применения — тепловое оборудование, нефтехимическая и химическая промышленность, авиастроение, атомная техника — везде, где требуется длительная работа при температурах до +1000 °C. Ближайший зарубежный аналог — AISI 310S (США).

Химический состав по ГОСТ 5632-2014

Нормирован ГОСТ 5632-2014 (ранее ГОСТ 5632-72). Основа — железо.

Элемент	Содержание, % масс.	Роль в сплаве
C	до 0,10	ограничение снижает риск образования карбидов хрома
Si	до 1,0	повышает жаростойкость
Mn	до 2,0	—
Ni	17–20	стабилизирует аустенитную структуру
Cr	22–25	обеспечивает жаростойкость и коррозионную стойкость
S	до 0,020	—
P	до 0,035	—
Ti	до 0,20	остаточный
Cu	до 0,30	остаточный
Fe	основа	—

По ТУ 14-158-137-2003 допускается введение церия и других редкоземельных металлов расчётным методом в суммарном количестве 0,2–0,3 %; химическим анализом они не определяются.

Физические свойства стали 10Х23Н18

Свойство	Значение
Плотность при 20 °C	7 950 кг/м³
Твёрдость после закалки, HB 10–1	179 МПа

Механические свойства при 20 °C

Значения приведены для состояния после закалки. Конкретный уровень свойств зависит от вида и сечения полуфабриката.

Вид полуфабриката / ГОСТ	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ5, %	ψ, %
Пруток, ГОСТ 5949-75 (Ø ≤ 60 мм), закалка 1100–1150 °C	490	196	35	50
Поковки, ГОСТ 25054-81	490	196	30–35	40–47
Трубы холоднодеформированные, ГОСТ 9941-81	529	—	35	—
Трубы горячедеформированные, ГОСТ 9940-81	491	—	37	—

Термическая обработка: закалка

Регламентированная операция — закалка при температуре 1100–1150 °C с последующим охлаждением на воздухе или в воде. Режим выдержки при нагреве: 30 минут для изделий толщиной до 10 мм; для изделий толщиной более 10 мм — 20 минут плюс 1 минута на каждый миллиметр максимальной толщины. Отпуск после закалки не применяется.

Охрупчивание в диапазоне 600–800 °C: σ-фаза

При длительной выдержке или медленном охлаждении в диапазоне 600–800 °C сталь 10Х23Н18 склонна к охрупчиванию из-за выделения σ-фазы — хрупкого интерметаллического соединения на основе Fe-Cr. Это необходимо учитывать в трёх ситуациях.

При термообработке: через интервал 600–800 °C следует проходить быстро — медленное охлаждение в этом диапазоне недопустимо. При ковке: начальная температура +1180 °C, конечная — не ниже +900 °C; охлаждение поковок на воздухе. При эксплуатации: оборудование, постоянно работающее в диапазоне 600–800 °C при значительных нагрузках, требует проверочного расчёта по хрупкости.

Выше +1000 °C и вне указанного интервала σ-фаза не образуется, сталь сохраняет полный комплекс механических свойств.

Жаростойкость и максимальная рабочая температура

Рекомендуемая максимальная температура длительной эксплуатации (ресурс до 10 000 ч) — +1000 °C. При +1050 °C на воздухе начинается интенсивное окалинообразование. Сталь не предназначена для работы во влажных и агрессивных коррозионных средах.

Свариваемость

Сталь 10Х23Н18 сваривается без ограничений. Применимы ручная дуговая сварка, автоматическая сварка под флюсом, сварка в защитных газах (TIG, MIG), диффузная сварка и комбинированные методы. Подогрев и последующая термообработка не требуются при соблюдении стандартных технологических регламентов. При сварке с менее легированными сталями рекомендуется применять сварочные материалы по нормам более легированного из свариваемых материалов.

Виды поставки нержавеющей стали 10Х23Н18

Прокат и полуфабрикаты из стали 10Х23Н18 поставляются в следующих видах:

Вид поставки	ГОСТ
Сортовой прокат (круг, квадрат, шестигранник горячекатаный)	ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Пруток нержавеющий сортовой и калиброванный	ГОСТ 5949-2018, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78
Листы тонкие холоднокатаные и горячекатаные	ГОСТ 5582-75
Трубы бесшовные горячедеформированные	ГОСТ 9940-81
Трубы бесшовные холоднодеформированные	ГОСТ 9941-81
Поковки	ГОСТ 25054-81

Подробнее об ассортименте — в разделе нержавеющий прокат.

Применение жаропрочной нержавеющей стали 10Х23Н18

Сталь применяется для изготовления:

• листовых деталей, труб и арматуры (при пониженных нагрузках) для длительной работы при температурах до +1000 °C;
• труб и деталей установок конверсии метана, пиролизных агрегатов;
• деталей горелочных устройств и нагревательного печного оборудования;
• деталей для авиастроения;
• деталей и соединений оборудования, работающего в радиоактивных средах.

По группе применения сталь 10Х23Н18 относится к жаростойким и жаропрочным нержавеющим. Аустенитный класс обусловлен сочетанием высокого содержания хрома (22–25 %) и никеля (17–20 %), которое стабилизирует γ-фазу и обеспечивает комплекс жаростойких свойств. По марочному составу близка к стали Х23Н13, однако повышенное содержание никеля в 10Х23Н18 обеспечивает более высокую жаростойкость и стабильность аустенита.

Зарубежные аналоги стали 10Х23Н18 (0Х23Н18)

Приведены точные и ближайшие аналоги по химическому составу. Соответствие по всему диапазону свойств следует подтверждать сравнением конкретных стандартов.

Страна / система	Обозначение аналога
США (UNS / AISI)	S31000, S31008, S31009, 310S
Германия (DIN / WNr)	1.4845, X12CrNi25-20, X8CrNi25-21
Евросоюз (EN)	1.4842, X8CrNi25-21
Япония (JIS)	SUS310S, SUH310
Франция (AFNOR)	Z12CN25-20, Z12CN26-21
Великобритания (BS)	310S16, 310S24, 310S94, X8CrNi25-21
Китай (GB)	0Cr25Ni20
Испания (UNE)	F.331
Швеция (SS)	2361
Австралия (AS)	310S
Италия (UNI)	X6CrNi25-20