Сплав 08Х15Н24В4ТР-Ш

Сплав 08Х15Н24В4ТР-Ш — жаропрочная высоколегированная сталь аустенитного класса. Предназначена для длительной работы при температурах 650–700 °С под механической нагрузкой. Альтернативное обозначение — ЭП164.

Расшифровка марки и суффикс -Ш

В обозначении 08Х15Н24В4ТР зашифрован химический состав: 08 — максимальная доля углерода 0,08%; Х15 — хром 15%; Н24 — никель 24%; В4 — вольфрам 4%; Т — титан; Р — редкоземельный элемент (церий).

Суффикс -Ш означает электрошлаковый переплав (ЭШП). При ЭШП исходный слиток переплавляется через жидкий электропроводящий шлак, который удерживает неметаллические включения, снижает содержание серы и газов. Результат — повышенная однородность, меньше дефектов в сечении, лучшие характеристики усталостной и длительной прочности по сравнению с обычной индукционной выплавкой.

Нормативная база: состав — ГОСТ 5632-72 (включён в актуальный ГОСТ 5632-2014); сортовой прокат — ТУ 14-1-1139-74; заготовки трубопроводной арматуры — СТ ЦКБА 016-2005.

Химический состав 08Х15Н24В4ТР по ГОСТ 5632-72

Массовые доли элементов, %:

Элемент	C	Cr	Ni	W	Ti	Mn	Si	B	Ce	S	P	Fe
Норма	≤0,08	14,0–16,0	22,0–25,0	4,0–5,0	1,40–1,80	0,50–1,00	≤0,60	≤0,005	≤0,025	≤0,020	≤0,035	основа

Дополнительно ограничены: Cu ≤0,30%; Mo ≤0,30%; V ≤0,20%. По требованию заказчика допускается расчётный бор до 0,020% (ТУ 14-1-1139-74).

Роль основных легирующих элементов. Хром обеспечивает жаростойкость (начало интенсивного окалинообразования на воздухе — +900 °С) и коррозионную стойкость. Никель стабилизирует аустенитную структуру. Вольфрам растворяется в матрице и значительно повышает длительную прочность при рабочих температурах. Титан образует карбиды и нитриды, препятствуя росту зерна при высоких температурах. Церий (редкоземельная добавка Р) улучшает пластичность и жаростойкость путём модификации сульфидных включений.

Физические свойства

Плотность: 8 230 кг/м³ (8,23 г/см³).

T, °С	E, ГПа	α·10⁻⁶, 1/°С	λ, Вт/(м·°С)
20	223	—	12,2
100	215	14,5	—
200	209	15,5	—
300	200	16,3	—
400	191	16,8	—
500	182	17,2	—
650	169	17,5	—
700	165	17,8	—
750	161	17,9	—

E — модуль нормальной упругости (Юнга), ГПа; α — коэффициент линейного температурного расширения (диапазон 20 °С — T); λ — теплопроводность.

Механические свойства

Все значения — при температуре 20 °С, не менее.

Нормативный документ / вид полуфабриката	σ₀,₂, МПа	σB, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, кДж/м²	HB
Прутки, ТУ 14-1-1139-74	≥440	≥740	≥18	≥35	≥785	—
Заготовки арматуры ≤200 мм, СТ ЦКБА 016-2005	≥490	≥735	≥18	≥35	≥784	≥229

σ₀,₂ — условный предел текучести; σB — временное сопротивление разрыву; δ₅ — относительное удлинение; ψ — относительное сужение; KCU — ударная вязкость (образец с U-надрезом).

Термическая обработка

Сталь 08Х15Н24В4ТР-Ш упрочняется режимом закалка + старение. Аустенитная матрица обеспечивает отсутствие фазовых превращений при закалке — упрочнение достигается за счёт выделения карбидных и интерметаллидных фаз при последующем старении.

Режим 1 — для прутков и сортового проката (ТУ 14-1-1139-74, СТП 26.260.484-2004):

• Закалка: нагрев до 1 130–1 150 °С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе.
• Старение: нагрев до 730–750 °С, выдержка 16 ч, охлаждение на воздухе.

Режим 2 — для заготовок трубопроводной арматуры (СТ ЦКБА 016-2005):

• Закалка: нагрев до 1 130–1 150 °С, охлаждение на воздухе (допускается перед отпуском).
• Старение: нагрев до 690–710 °С, выдержка 16 ч, охлаждение на воздухе.

Рекомендуемая максимальная температура длительной эксплуатации — +700 °С.

Свариваемость и горячая деформация

Свариваемость — ограниченная. Для получения качественных соединений необходимо соблюдать технологические требования по подготовке и режимам. Рекомендуемые способы: ручная дуговая сварка, аргонодуговая (TIG), контактная сварка. Аргонодуговой способ предпочтителен при сварке тонкостенных изделий и для ответственных швов — он снижает угар титана и минимизирует загрязнение шовной зоны. После сварки, как правило, назначается термическая обработка (старение) по режиму, согласованному с конструкторской документацией.

Температурный интервал горячей деформации (ковка, штамповка): начало — не выше 1 180 °С, конец — не ниже 850 °С. После горячей деформации — охлаждение на воздухе с последующей термообработкой по режиму поставки.

Применение сплава 08Х15Н24В4ТР-Ш

Основные области применения подтверждены ГОСТ 5632 и отраслевыми нормативными документами:

• Газотурбинные установки: рабочие и направляющие лопатки, крепёжные детали, диски газовых турбин, рассчитанные на длительную работу при 650–700 °С.
• Трубопроводная арматура: заготовки, детали и сварные сборки арматуры, работающей в условиях высоких температур, — с применением термической обработки по СТ ЦКБА 016-2005.

Сталь относится к категории жаропрочных конструкционных материалов для энергетического машиностроения. Жаростойкость на воздухе сохраняется до +900 °С (начало интенсивного окалинообразования).

Схожая по классу жаропрочная аустенитная сталь электрошлакового переплава — сплав 10Х11Н23Т3МР-Ш, применяемая при несколько более высоком содержании хрома и титана.

Формы поставки

Сплав 08Х15Н24В4ТР-Ш поставляется в виде сортового проката: круг (пруток) кованый и горячекатаный, поковки, заготовки. Возможна поставка в виде листа, ленты, труб и проволоки — по согласованию с заказчиком в рамках действующих технических условий. Размеры, допуски и состояние поставки (с термообработкой или без) оговариваются в заявке.

Для уточнения наличия, типоразмеров и условий поставки — оставьте заявку.