Сплав 07Х24Н8М2Д3Л

Запрашивайте наличие по e-mail

Сталь 07Х24Н8М2Д3Л (ВКЛ-1) — высоколегированная коррозионностойкая нержавеющая сталь аустенитно-ферритного класса для фасонных отливок. Разработана специально для авиационной промышленности и поставляется исключительно в виде фасонных литых заготовок по ОСТ 1 90090-79.

Расшифровка маркировки и классификация

Маркировка стали прямо описывает химический состав:

• 07 — содержание углерода до 0,07%;
• Х24 — хром 23–25%;
• Н8 — никель 8–9%;
• М2 — молибден 1,75–2,25%;
• Д3 — медь (Д = купрум) 2,75–3,25%;
• Л — литейная (применяется только в виде отливок).

По ОСТ 1 90090-79 отклонения по углероду для стали ВКЛ-1 не допускаются — углерод строго нормируется. Для остальных элементов действуют стандартные допуски по кремнию и марганцу ±0,05%, по хрому −0,15%, по никелю ±0,15%, по молибдену ±0,05%, по меди ±0,10%.

Химический состав стали 07Х24Н8М2Д3Л по ОСТ 1 90090-79

Элемент	Содержание, %	Роль в материале
Fe	Основа	—
C	до 0,07	Строго контролируется; превышение провоцирует сенсибилизацию
Cr	23,0–25,0	Основной источник коррозионной стойкости и пассивирующей плёнки; феррит-образователь
Ni	8,0–9,0	Аустенит-стабилизатор; вместе с Cu удерживает баланс фаз
Mo	1,75–2,25	Повышает стойкость к питтинговой коррозии в хлоридсодержащих средах
Cu (Д)	2,75–3,25	Аустенит-стабилизатор; повышает стойкость к серной и соляной кислотам
Mn	0,30–0,80	Вспомогательный аустенит-стабилизатор
Si	до 0,80	Технологическая добавка; феррит-образователь в избыточных количествах
S	до 0,030	Примесь; нормируется по ОСТ
P	до 0,020	Примесь; нормируется по ОСТ

Микроструктура: аустенитно-ферритный (дуплексный) класс

При содержании хрома 23–25% и никеля 8–9% сталь оказывается в зоне двухфазного равновесия: хром и кремний активно образуют феррит, никель и медь — стабилизируют аустенит. В результате термообработанная отливка имеет структуру, в которой аустенит и феррит присутствуют одновременно (дуплексная или аустенитно-ферритная структура). Это принципиально отличает данную сталь от стандартных аустенитных нержавеющих сталей типа 08Х18Н10Т.

Практические следствия дуплексной структуры:

• Механическая прочность существенно выше, чем у однофазных аустенитных сталей при сопоставимой пластичности;
• Стойкость к питтинговой коррозии и щелевой коррозии в хлоридных средах выше, чем у стандартных Cr-Ni нержавеющих сталей;
• Пониженная склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением в сравнении с чисто аустенитными сталями;
• Ограниченная стойкость к длительному воздействию в диапазоне 300–900°C из-за возможного образования сигма-фазы — это необходимо учитывать при проектировании узлов, работающих при повышенных температурах.

Повышенное содержание меди (около 3%) дополнительно улучшает коррозионную стойкость в восстановительных кислотных средах — в первую очередь в серной и соляной кислотах умеренных концентраций.

Механические свойства отливок 07Х24Н8М2Д3Л

Нормируемые минимальные механические свойства по ОСТ 1 90090-79 для состояния после закалки:

Характеристика	Значение (не менее)
Предел кратковременной прочности σв	650 МПа
Предел текучести σ0,2	400 МПа
Относительное удлинение δ	20%
Относительное сужение ψ	50%
Ударная вязкость KCU	1200 кДж/м²

Сочетание предела прочности 650 МПа с относительным удлинением 20% характерно для высоколегированных дуплексных сталей: такой уровень прочности значительно превышает показатели стандартных аустенитных нержавеющих сталей при сохранении приемлемой пластичности. Это позволяет использовать отливки в нагруженных деталях авиационных конструкций.

Литьё и термическая обработка

Сталь 07Х24Н8М2Д3Л применяется исключительно для фасонных отливок. Отливки производятся двумя методами:

• литьё по выплавляемым моделям — для деталей сложной геометрии с жёсткими допусками на размеры;
• литьё в керамические формы — для деталей с менее жёсткими требованиями к точности.

После литья все отливки в обязательном порядке подвергаются термической обработке — закалке с температуры 1100°C с охлаждением в воде. Закалка решает несколько задач: растворяет карбиды и интерметаллидные фазы, образовавшиеся при кристаллизации; обеспечивает гомогенное распределение хрома по матрице; устанавливает заданный баланс аустенит/феррит. Без этой операции механические свойства и коррозионная стойкость не достигают нормируемых значений.

Отливки не применяются в деформированном виде — прокат, поковки и другие полуфабрикаты из данной марки не производятся.

Коррозионная стойкость и условия эксплуатации

Сочетание 24% Cr, 2% Mo и 3% Cu обеспечивает коррозионную стойкость в:

• атмосферных условиях, включая морскую атмосферу;
• водных средах, в том числе с умеренным содержанием хлоридов;
• разбавленных растворах серной и соляной кислот — благодаря меди.

Рекомендуемая температура длительной эксплуатации — до 300°C. При превышении этого значения возможно образование хрупкой сигма-фазы (особенно активно в диапазоне 600–900°C), необратимо ухудшающей пластичность и ударную вязкость. Детали, работающие в данном температурном диапазоне, следует отдельно квалифицировать на сигма-охрупчивание.

Содержание углерода до 0,07% при отсутствии стабилизирующих элементов (Ti, Nb) требует соблюдения режима закалки: медленное охлаждение или длительный нагрев в диапазоне 450–850°C могут привести к сенсибилизации по границам зёрен и снижению стойкости к межкристаллитной коррозии.

Применение: фасонные отливки для авиации

По ОСТ 1 90090-79 сталь 07Х24Н8М2Д3Л (ВКЛ-1) предназначена для изготовления фасонных отливок для авиационной промышленности. Типичные группы применения:

• нагруженные кронштейны и корпусные детали с требованиями по коррозионной стойкости;
• детали гидравлических и топливных систем, работающих в агрессивных средах;
• соединительные элементы, фланцы и корпуса приборов, работающие в условиях морской или химически активной атмосферы.

Высокие требования авиационной промышленности к плотности и механическим свойствам отливок определяют строгий контроль химического состава (в частности, недопустимость отклонений по углероду) и обязательную термообработку каждой партии.

Подробнее об аналогичных высоколегированных нержавеющих сталях для коррозионных сред — в описании стали 06Х23Н28М3Д3Т (ЭИ943), также содержащей Mo и Cu для работы в кислотных средах.

Форма поставки и стандарт

Единственная форма поставки — фасонные отливки. Отливки соответствуют ОСТ 1 90090-79. Поставляются в термообработанном состоянии (закалка с 1100°C в воду). Другие полуфабрикаты (прокат, трубы, поковки) из данной марки не предусмотрены.