Сплав Х32Н8

Укажите в заявке количество и желаемую форму выпуска сплава Х32Н8!

Сталь 10Х32Н8 (ЭП263) — высоколегированная коррозионностойкая, жаростойкая и жаропрочная сталь аустенитно-ферритного (дуплексного) класса. Основу сплава составляет железо, основные легирующие элементы — хром (30–33 %) и никель (7–9 %). Высокое содержание хрома обеспечивает стойкость к окислению при повышенных температурах и коррозионную стойкость в агрессивных средах. Никель стабилизирует аустенитную фазу и повышает ударную вязкость.

Двухфазная аустенитно-ферритная структура сплава Х32Н8 определяет его основные преимущества перед чисто аустенитными сталями: более высокую прочность при удовлетворительной пластичности, повышенную стойкость к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию. Материал разработан для деталей трубопроводной арматуры, эксплуатируемой на опасных производственных объектах в агрессивных средах при повышенных температурах.

Допустимые обозначения марки: 10Х32Н8, Х32Н8, ЭП263. Варианты специальных переплавов: 10Х32Н8-Ш (ЭП263-Ш) — электрошлаковый переплав; 10Х32Н8-ВД (ЭП263-ВД) — вакуумно-дуговой переплав.

Химический состав стали 10Х32Н8 (ЭП263)

Химический состав сплава Х32Н8 регламентирован техническими условиями. В таблице приведены данные по двум основным ТУ — различия касаются только содержания фосфора.

По ТУ 14-1-3151-81 состав приведён для марок 10Х32Н8-ВД (ЭП263-ВД) и 10Х32Н8-Ш (ЭП263-Ш). По ТУ 14-1-88-71 — для марок 10Х32Н8 (ЭП263), 10Х32Н8-ВД (ЭП263-ВД), 10Х32Н8-Ш (ЭП263-Ш).

Технологические добавки и допуски по составу

Допускается технологическая добавка ванадия, церия, титана, кальция и азота — не более 0,10 % каждого элемента, а также бора — не более 0,010 %. Эти добавки химическим анализом не определяются. При соблюдении всех требований ТУ допускаются отклонения: по хрому +1,0 %, по сере +0,005 %.

Роль легирующих элементов в составе стали Х32Н8

Высокое содержание хрома (30–33 %) является определяющим для свойств стали ЭП263. Хром формирует на поверхности плотную оксидную плёнку Cr₂O₃, обеспечивающую коррозионную стойкость и стойкость к окислению при нагреве. При таком содержании хрома в структуре формируется значительная доля ферритной фазы.

Никель (7–9 %) стабилизирует аустенитную составляющую структуры. Баланс между ферритообразующим хромом и аустенитообразующим никелем определяет двухфазную аустенитно-ферритную структуру сплава. Содержание углерода ограничено 0,10 % для снижения склонности к межкристаллитной коррозии.

Нормативные документы на сталь 10Х32Н8

Качество стали Х32Н8 и изделий из неё регламентировано следующими стандартами:

Механические свойства сплава Х32Н8 при 20 °С

Механические характеристики стали 10Х32Н8 существенно зависят от режима термической обработки — температуры и длительности старения (отпуска). Ниже приведены нормированные показатели по СТ ЦКБА 010-2004 для заготовок деталей трубопроводной арматуры сечением до 60 мм.

Механические свойства при режиме старения 270–300 °С (2–4 часа)

Данный режим (старение при 270–300 °С) обеспечивает оптимальное сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости. Используется для деталей, к которым предъявляются требования по стойкости к коррозионному растрескиванию.

Механические свойства при повышенных режимах старения

При увеличении температуры и длительности старения прочность стали Х32Н8 существенно возрастает за счёт дисперсионного упрочнения, однако пластичность и ударная вязкость снижаются:

Повышенные режимы старения (450–500 °С) применяются для деталей, работающих при высоких механических нагрузках, когда определяющим фактором является прочность, а не пластичность. Длительная выдержка при 450–500 °С (8–15 часов) доводит предел прочности до 931–1225 МПа — такой режим характерен для марки 10Х32Н8-ВД вакуумно-дугового переплава.

Механические свойства прутков по ТУ 14-1-88-71

Для горячекатаных и кованых прутков диаметром 20–25 мм (продольные образцы) после закалки с 1000–1100 °С и отпуска при 250–380 °С (2–4 часа) установлены следующие нормы: σ_0,2 ≥ 490 МПа, σ_В ≥ 638 МПа, δ₅ ≥ 15 %, ψ ≥ 45 %, KCU ≥ 784 кДж/м².

Термическая обработка сплава Х32Н8 (ЭП263)

Термообработка является ключевой операцией, определяющей эксплуатационные свойства стали 10Х32Н8. Неправильно выполненная термообработка может привести к образованию закалочных трещин или неудовлетворительным механическим свойствам.

Нагрев под закалку — предупреждение закалочных трещин

Аустенитно-ферритная структура стали Х32Н8 делает её чувствительной к термическим напряжениям при нагреве. Для предупреждения образования закалочных трещин требуется ступенчатый нагрев:

1. Посадку заготовок производить в печь, нагретую до температуры не свыше 150 °С.

2. Переключить печь на 200 °С, выдержать не менее 1 часа (в зависимости от размера садки и оборудования).

3. Переключить печь на 300–360 °С, выдержать не менее 3 часов.

4. Переключить печь на температуру закалки 1080–1120 °С, выдержать не менее 3 часов после достижения температуры.

5. Охладить в проточной воде с температурой не выше 35 °С.

Данный медленный ступенчатый нагрев необходим при наличии гамма-фазы (аустенита) в состоянии поставки. Если гамма-фаза в поставке отсутствует — загрузку деталей допускается производить в уже разогретую печь.

Режим термообработки деталей арматуры по СТ ЦКБА 016-2005

Базовый режим (для получения HRC ≤ 26): закалка в воду с 1080–1120 °С (выдержка 1,0–1,5 мин/мм наибольшего сечения, но не менее 0,5 ч) + старение при 270–300 °С (2–4 часа), охлаждение на воздухе.

Режим повышенной прочности (HRC 26–32): закалка в воду с 1080–1120 °С + старение при 450–500 °С (2–4 часа), охлаждение на воздухе.

Режим максимальной прочности (HRC 32–39): закалка в воду с 1080–1120 °С + старение при 450–500 °С (8–15 часов), охлаждение на воздухе.

Режим термообработки прутков по ТУ 14-1-88-71

Нагрев до 1000–1100 °С. Закалка: для прутков до 30 мм — в воду; для прутков свыше 30 до 100 мм — в воду до потемнения, затем на воздухе; для прутков свыше 100 мм — на воздухе вразброс. Отпуск при 250–380 °С (выдержка 2–4 часа), охлаждение на воздухе.

Твёрдость прутков в состоянии поставки — не более 277 НВ.

Свариваемость стали 10Х32Н8

Сталь Х32Н8 относится к ограниченно свариваемым материалам. После сварки обязательна термическая обработка сварных сборок по режимам, зависящим от конкретной модификации стали и требуемых свойств:

Для повышения коррозионной стойкости и стабилизации размеров (в том числе при сварке разнородных металлов — стали 10Х32Н8 со сталью типа Х18Н9Т): закалка в воду с 1080–1120 °С (выдержка не менее 2,5 мин/мм наибольшего сечения, но не менее 1,0 ч) + отпуск при 270–300 °С (2–4 часа), охлаждение на воздухе.

Для марки 10Х32Н8-Ш (при необходимости твёрдости ≥ 26 HRC): отпуск при 450–500 °С (2–4 часа), охлаждение на воздухе. Твёрдость — HRC 26–32.

Для марки 10Х32Н8-ВД: отпуск при 450–500 °С (8–15 часов), охлаждение на воздухе. Твёрдость — HRC 32–37,5.

Посадку сварных сборок на термообработку (кроме режима закалки) производить в печь, нагретую до температуры не свыше 500 °С. При термообработке по режиму закалки — посадка в печь, нагретую до температуры закалки.

Требования к макроструктуре прутков

Макроструктура прутков из стали 10Х32Н8 по ТУ 14-1-88-71 не должна иметь: усадочной раковины и рыхлости, пузырей, трещин, шлаковых включений, корочки, расслоений и флокенов, видимых без применения увеличительных приборов.

Требования по баллам макроструктуры (по шкалам ГОСТ 10243): для прутков диаметром до 90 мм включительно — центральная пористость, точечная неоднородность и ликвационный квадрат не должны превышать 1,0 балла по каждому параметру; для прутков свыше 90 мм — не более 1,5 балла.

Особенности структуры и упрочнения стали ЭП263

Сталь 10Х32Н8 принадлежит к аустенитно-ферритному (дуплексному) классу. В закалённом состоянии (после нагрева до 1080–1120 °С и охлаждения в воде) структура содержит аустенит и феррит. Соотношение фаз зависит от конкретного химического состава плавки и режима обработки.

Упрочнение сплава Х32Н8 достигается старением (отпуском) — при нагреве до 270–500 °С в ферритной матрице выделяются дисперсные фазы, обеспечивающие рост прочности и твёрдости. Чем выше температура и длительнее выдержка при старении, тем выше прочность и твёрдость, но ниже пластичность и ударная вязкость. Выбор режима определяется условиями эксплуатации конкретного изделия.

Двухфазная структура стали 10Х32Н8 обеспечивает ряд преимуществ перед однофазными аустенитными жаропрочными сплавами: повышенную стойкость к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию, более высокий предел текучести (в 1,5–2 раза), что позволяет снизить металлоёмкость конструкций.

Применение стали 10Х32Н8 в промышленности

Основная область применения сплава Х32Н8 (ЭП263) — трубопроводная арматура, устанавливаемая на опасных производственных объектах. Из стали изготавливают детали запорной, регулирующей и предохранительной арматуры, работающей в контакте с агрессивными средами при повышенных температурах.

Конкретные области использования определяются стандартами ЦКБА (Центрального конструкторского бюро арматуростроения) и включают: корпуса и крышки задвижек, клапанов, кранов; шпиндели и штоки; детали седел и затворов. Сталь применяется в химической промышленности, нефтепереработке, энергетике — там, где требуется одновременно высокая коррозионная стойкость, прочность и работоспособность при повышенных температурах.

По совокупности свойств сталь 10Х32Н8 занимает промежуточное положение между аустенитными и ферритными нержавеющими сталями, сочетая прочность ферритных с коррозионной стойкостью аустенитных. Это делает её востребованной в тех случаях, когда стандартные стали типа 12Х18Н10Т не обеспечивают необходимую прочность или стойкость к определённым видам коррозии.

Формы поставки сплава Х32Н8

Сталь 10Х32Н8 (ЭП263) поставляется в следующих формах полуфабрикатов:

Прутки сортовые — горячекатаные, кованые и шлифованные по ТУ 14-1-88-71 и ТУ 14-1-3151-81. Являются основной формой поставки для последующей механической обработки деталей арматуры.

Поковки и штамповки — по СТ ЦКБА 010-2004. Применяются для изготовления корпусных деталей арматуры, работающей под давлением.

Заготовки из проката — для производства трубопроводной арматуры на опасных производственных объектах.

Для консультации по наличию, подбору формы проката и условиям поставки стали 10Х32Н8 свяжитесь с менеджерами компании.