Сплав 20Х21Н46В8РЛ

Расшифровка марки и обозначения

Сталь 20Х21Н46В8РЛ — высоколегированная жаропрочная литейная сталь аустенитного класса по ГОСТ 977-88. Суффикс «Л» в марке означает, что материал предназначен исключительно для получения отливок — деформируемых полуфабрикатов (проката, труб, проволоки) из этой марки нет.

Обозначения одной и той же марки в разных нотациях:

Система обозначений	Обозначение
Кириллица (ГОСТ 977-88)	20Х21Н46В8РЛ
Латиница (ГОСТ 977-88)	20X21H46B8PL
По химическим элементам	20Cr21Ni46W8B(L)
Транслит	20H21N46V8RL

Расшифровка буквенно-цифровых обозначений: 20 — среднее содержание углерода 0,20 % (в сотых долях процента); Х21 — хром ~21 %; Н46 — никель ~46 %; В8 — вольфрам ~8 %; Р — бор (легирующий, содержание устанавливается конструкторской документацией); Л — литейная сталь.

Химический состав

Основа сплава — железо (Fe). Химический состав регламентирован ГОСТ 977-88, таблица 2.

Элемент	Содержание, %
Железо, Fe	основа
Никель, Ni	43,00–48,00
Хром, Cr	19,0–22,0
Вольфрам, W	7,00–9,00
Углерод, C	0,10–0,25
Кремний, Si	0,20–0,80
Марганец, Mn	0,30–0,80
Бор, B	≤ 0,06 (по КД/НТД)
Сера, S	≤ 0,035
Фосфор, P	≤ 0,040

Примечание 7 к таблице 2 ГОСТ 977-88: для стали марки 20Х21Н46В8РЛ содержание бора и необходимость его контроля устанавливаются в конструкторской документации (КД) и нормативно-технической документации (НТД) на конкретное изделие.

Роль легирующих элементов

Высокое содержание никеля (43–48 %) формирует устойчивую аустенитную структуру и обеспечивает жаропрочность при длительном нагреве. Хром (19–22 %) создаёт защитный оксидный слой, препятствующий высокотемпературному окислению (жаростойкость). Вольфрам (7–9 %) — основной упрочняющий элемент при повышенных температурах: растворяясь в аустените и образуя карбиды, он тормозит ползучесть и повышает длительную прочность. Бор в микроколичествах упрочняет границы зёрен, снижая склонность к высокотемпературному охрупчиванию. Углерод (0,10–0,25 %) в сочетании с вольфрамом образует карбиды, дополнительно препятствующие росту зерна при нагреве.

Режим термической обработки

Механические свойства, приведённые в ГОСТ 977-88 (таблица 8), получены на отливках после следующего режима (таблица 12 ГОСТ 977-88):

• старение при температуре 890–910 °C, выдержка 5 часов;
• охлаждение на воздухе;
• сечение пробного бруска — 100 мм.

Рекомендуемые режимы термической обработки для конкретной партии отливок уточняются в КД и НТД. Допускается не более двух полных термических обработок для отливок из аустенитных сталей со специальными свойствами.

Механические свойства отливок

Нормируемые показатели при комнатной температуре после термической обработки (ГОСТ 977-88, таблица 8). Предел текучести для данной марки не нормируется.

Показатель	Норма
Временное сопротивление σB, МПа	≥ 441
Ударная вязкость KCU, кДж/м²	≥ 294
Относительное удлинение δ, %	≥ 6
Относительное сужение ψ, %	≥ 8

Технологические требования к отливкам

Конфигурация и размеры отливок должны соответствовать утверждённым чертежам. Допуски размеров и масс отливок, включая припуски на механическую обработку, — по ГОСТ 26645. Формовочные уклоны при отсутствии указаний в конструкторской документации — по ГОСТ 3212.

Выплавка — в печах с основной футеровкой; применение кислой футеровки допускается при выполнении всех требований стандарта. В зависимости от назначения и условий нагружения отливки разделяются на три группы (ГОСТ 977-88, таблица 6): общего назначения, ответственные и особо ответственные. Для ответственных и особо ответственных отливок дополнительно контролируются механические свойства и ударная вязкость. Перечень контролируемых показателей, а также требования к неразрушающему контролю (рентгенография, капиллярная или магнитная дефектоскопия) устанавливаются в КД и НТД.

Применение отливок из стали 20Х21Н46В8РЛ

Сталь 20Х21Н46В8РЛ относится к жаропрочным сплавам аустенитного класса, что определяет узкую и специфичную область применения — детали, работающие при длительном воздействии высоких температур в сочетании со статическими или умеренными динамическими нагрузками. Высокое суммарное содержание никеля и вольфрама делает этот сплав технически обоснованным выбором там, где менее легированные коррозионностойкие сплавы не обеспечивают необходимого ресурса.

Типичные изделия — фасонные отливки сложной конфигурации: детали трубопроводной арматуры высокотемпературных контуров, корпусные и фланцевые детали для химического и нефтехимического оборудования, элементы печных установок и теплонапряжённых узлов энергетического машиностроения.

Отливки изготавливаются по ГОСТ 977-88. Требования к размерной точности, группа назначения, перечень контролируемых показателей и необходимость специального контроля устанавливаются в конструкторской документации заказчика.

Формы поставки

Поставляются стальные отливки в соответствии с ГОСТ 977-88. Конфигурация, масса, группа назначения и дополнительные требования (термообработка, дефектоскопия, химический анализ плавки) оговариваются при согласовании заявки. Деформируемых полуфабрикатов (прокат, трубы, проволока, поковки) из стали 20Х21Н46В8РЛ не предусмотрено — сплав является исключительно литейным.