Сплав 10Х11Н23Т3МР-Ш

Сталь 10Х11Н23Т3МР-Ш — жаропрочная высоколегированная сталь аустенитного класса, выплавленная методом электрошлакового переплава (суффикс -Ш). Базовая марка по ГОСТ 5632-72 — 10Х11Н23Т3МР (заводское обозначение ЭП33; устаревшее обозначение — Х12Н22Т3МР). Вариант 10Х11Н23Т3МР-ВД изготавливается вакуумно-дуговым переплавом и имеет тот же нормируемый состав.

Расшифровка маркировки

Марка 10Х11Н23Т3МР расшифровывается по ГОСТ 5632-72: 10 — содержание углерода ~0,10%; Х11 — хром ~11%; Н23 — никель ~23%; Т3 — титан ~3%; М — молибден до 1,6%; Р — бор. Суффикс -Ш означает метод электрошлакового переплава (ЭШП), который снижает содержание неметаллических включений, серы и фосфора относительно обычной плавки, улучшает однородность химического состава по сечению и повышает усталостную прочность.

Химический состав по ГОСТ 5632-72

Элемент	Содержание, %	Элемент	Содержание, %
Никель (Ni)	21,0–25,0	Углерод (C)	до 0,10
Хром (Cr)	10,0–12,5	Кремний (Si)	до 0,60
Титан (Ti)	2,6–3,2	Марганец (Mn)	до 0,60
Молибден (Mo)	1,0–1,6	Сера (S)	до 0,010
Алюминий (Al)	до 0,80	Фосфор (P)	до 0,025
Бор (B)	до 0,020	Железо (Fe)	основа (~59)

Остаточное содержание вольфрама и меди нормируется по ГОСТ 5632.

Структура и механизм жаропрочности

Сталь имеет аустенитную матрицу — γ-твёрдый раствор Fe–Ni–Cr. Высокое содержание никеля (21–25%) стабилизирует аустенит в широком диапазоне температур. Жаропрочность обеспечивается главным образом когерентными выделениями γ’-фазы — интерметаллида Ni₃(Ti,Al), — которые формируются в процессе старения и создают барьеры для движения дислокаций при высоких температурах. Молибден упрочняет твёрдый раствор дополнительно. По границам зёрен выделяются карбиды хрома и титана (Cr₂₃C₆, TiC), а бор в концентрации до 0,02% сегрегирует на границах зёрен и снижает их хрупкость при рабочих температурах.

Температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде — 850°C. Рекомендуемая рабочая температура при ограниченном сроке эксплуатации — до 700°C.

Механические свойства при температуре 20°C

Данные для прутка по ГОСТ 5949-75 в состоянии закалка + старение.

Параметр	Значение
Предел кратковременной прочности σв	880–980 МПа
Предел текучести σ0,2	590–685 МПа
Относительное удлинение δ5	8–10%
Относительное сужение ψ	10–12%
Ударная вязкость KCU	290 кДж/м²

Сталь удовлетворительно обрабатывается резанием. Сварка ограничена: при сварке электродом аналогичного состава твёрдость металла шва после термообработки не достигает требуемого минимума по основному металлу; для равнопрочных сварных соединений применяют специальные присадочные материалы с последующей полной термообработкой.

Режим термообработки

Для достижения нормированных механических свойств необходима двухступенчатая термообработка:

• Закалка: нагрев до 1100–1170°C, выдержка 2–5 ч, охлаждение на воздухе.
• Старение: нагрев до 750–800°C, выдержка 16–25 ч, охлаждение на воздухе.

Именно на этапе старения формируется γ’-фаза, обеспечивающая жаропрочность. Пропуск или нарушение режима старения критически снижает прочность при рабочих температурах.

Применение стали 10Х11Н23Т3МР-Ш

Основное назначение — производство цилиндрических винтовых пружин сжатия и растяжения особо ответственного назначения, работающих при повышенных температурах в приборостроении и смежных отраслях. Высокий предел текучести в сочетании с хорошей релаксационной стойкостью делает эту марку предпочтительной там, где обычные пружинные стали утрачивают упругость при нагреве.

Кроме пружин, из этой стали изготавливают детали специального крепежа (болты, шпильки, гайки) с ограниченным сроком работы при температурах до 700°C, а также другие нагруженные детали с повышенными требованиями по жаропрочности.

О сплавах никеля других марок и их применении в промышленности — в соответствующем разделе каталога. С характеристиками другого жаропрочного аустенитного сплава можно ознакомиться на странице сплав 05ХН32Т.

Формы поставки и нормативные документы

Материал поставляется в виде прутков горячекатаных и кованых. Применимые нормативные документы:

• ГОСТ 5632-72 — химический состав;
• ГОСТ 5949-75 — прутки и полосы из нержавеющей стали;
• ТУ 14-1-312-72;
• ТУ 14-1-2902-80;
• ТУ 14-1-2918-80.

Поставка — по договорённости; форма и объём подтверждаются при оформлении заявки.