Сталь 20Х25Н20С2

Поставляем сталь 20Х25Н20С2 в любых количествах!

Сталь 20Х25Н20С2 — жаростойкая высоколегированная сталь аустенитного класса. Прежние обозначения — Х25Н20С2, ЭИ283. Химический состав и рекомендуемые области применения регламентированы ГОСТ 5632-2014 (ранее — ГОСТ 5632-72). Основа сплава — железо; ключевые легирующие элементы — хром (24–27 %), никель (18–21 %) и кремний (2–3 %). Высокое содержание хрома обеспечивает образование плотной оксидной плёнки Cr₂O₃ на поверхности, которая защищает металл от окисления при нагреве. Кремний усиливает жаростойкость, дополнительно стабилизируя оксидный слой. Никель стабилизирует аустенитную структуру и повышает сопротивление ползучести при высоких температурах.

Химический состав стали 20Х25Н20С2 по ГОСТ 5632-2014

Ниже приведён химический состав по маркировочному анализу. Железо — основа сплава (балансирующий элемент, около 46–56 %).

Элемент	Массовая доля, %
Углерод (C)	не более 0,20
Хром (Cr)	24,0–27,0
Никель (Ni)	18,0–21,0
Кремний (Si)	2,0–3,0
Марганец (Mn)	не более 1,5
Молибден (Mo)	не более 0,30
Медь (Cu)	не более 0,30
Вольфрам (W)	не более 0,20
Ванадий (V)	не более 0,20
Титан (Ti)	не более 0,20
Сера (S)	не более 0,020
Фосфор (P)	не более 0,035

Расшифровка марки: «20» — среднее содержание углерода в сотых долях процента (до 0,20 %), «Х25» — ~25 % хрома, «Н20» — ~20 % никеля, «С2» — ~2 % кремния.

Физические свойства стали 20Х25Н20С2

Плотность при нормальных условиях (20 °С) — 7720 кг/м³. С ростом температуры плотность снижается: при 800 °С — 7440 кг/м³, при 900 °С — 7390 кг/м³.

Теплопроводность и коэффициент линейного расширения

Температура, °С	Теплопроводность λ, Вт/(м·°С)	КТЛР α×10⁻⁶, 1/°С (от 20 °С)
100	15	16,1
500	22	—
600	24	17,8
700	25	17,8
800	27	18,1
900	29	18,5
1000	—	18,8

Сравнительно низкая теплопроводность (15 Вт/(м·°С) при 100 °С) — типичная черта высоколегированных аустенитных сталей. Это необходимо учитывать при проектировании нагревательных элементов и теплообменного оборудования: неравномерность прогрева при быстром нагреве может вызвать термические напряжения.

Механические свойства стали 20Х25Н20С2

При нормальной температуре (20 °С)

Вид полуфабриката	Термообработка	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ5, %	ψ, %
Пруток ∅60 мм (ГОСТ 5949-75)	Закалка 1100–1150 °С, воздух	590	295	35	50
Тонкий лист до 3,9 мм (ГОСТ 5582-75)	Закалка 1050–1100 °С, вода или воздух	490	—	35	—

При повышенных температурах

С ростом температуры прочность снижается, а пластичность растёт. Это учитывают при расчёте нагруженных конструкций, длительно работающих при нагреве.

Температура, °С	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ5, %	ψ, %
500	520	255	30	47
600	490	210	35	50
700	320	165	40	55
800	195	110	50	63

Жаростойкость стали 20Х25Н20С2

Жаростойкость (сопротивление газовой коррозии) — главное эксплуатационное достоинство марки. Скорость окисления на воздухе по результатам испытаний:

Среда	Температура, °С	Глубина коррозии, мм/год	Группа стойкости (балл)
Воздух	875	0,117	6 — стойкая
Воздух	1050	0,476	6 — стойкая
Воздух	1200	1,404	Малостойкая

Рекомендуемая рабочая температура — до 1100 °С в воздушной и углеводородной атмосфере. При температуре выше 1100 °С начинается интенсивное окалинообразование, и ресурс деталей резко сокращается.

Склонность к охрупчиванию (σ-фаза)

В диапазоне 600–800 °С сталь 20Х25Н20С2 склонна к охрупчиванию вследствие выделения σ-фазы (интерметаллидное соединение на основе хрома и железа). σ-фаза выделяется по границам зёрен, снижает ударную вязкость и пластичность. При длительной эксплуатации в этом температурном интервале необходимо учитывать риск снижения ударной вязкости. Восстановление свойств возможно повторной закалкой.

Технологические свойства

Свариваемость

Сталь 20Х25Н20С2 сваривается без ограничений — любыми видами дуговой сварки. Подогрев перед сваркой и последующая термообработка не требуются. Аустенитная структура обеспечивает отсутствие закалочных трещин в зоне термического влияния.

Ковка

Температурный интервал ковки: начало — 1170 °С, окончание — 850 °С. Охлаждение после ковки — на воздухе.

Термическая обработка

Основной вид термообработки — закалка: нагрев до 1100–1150 °С с последующим охлаждением на воздухе или в воде. Закалка растворяет выделившиеся карбиды и интерметаллиды (включая σ-фазу), фиксируя однородный аустенит. Для тонколистового проката применяют закалку от 1050–1100 °С в воде или на воздухе.

Зарубежные аналоги стали 20Х25Н20С2

Ниже приведены как точные, так и ближайшие аналоги. При замене необходимо сверять химический состав, так как полное соответствие по всем элементам не гарантировано.

Страна / Система	Аналоги
США (AISI/ASTM)	310, 314, S31400
Германия (DIN/WNr)	X15CrNiSi25-21, X15CrNiSi25-20, 1.4841
Япония (JIS)	SUH310, SUS18
Великобритания (BS)	310S24, 314S25
Франция (AFNOR)	Z15CNS25-20
Евросоюз (EN)	X15CrNiSi25-20, 1.4841
Италия (UNI)	X16CrNiSi25-20
Испания (UNE)	X15CrNiSi25-20, F.3310
Китай (GB)	2Cr25Ni20
Швеция (SS)	2376
Польша (PN)	H25N20S2

Применение стали 20Х25Н20С2

Сочетание высокой жаростойкости, достаточной жаропрочности и хорошей технологичности (свариваемость, обработка давлением, механическая обработка) определяет типичные области применения:

• детали промышленных печей — экраны, опоры, подвески, направляющие, кожухи, муфели, работающие в воздушной и углеводородной атмосфере при температуре до 1100 °С;
• элементы котельного оборудования, подверженные длительному высокотемпературному нагреву;
• трубы для установок пиролиза и электролиза;
• элементы высокотемпературного приборостроения.

Сталь 20Х25Н20С2 относится к группе жаростойких сплавов, применяемых в энергетике, нефтехимии и металлургии. Подробнее о свойствах предыдущего обозначения марки — на странице сталь Х25Н20С2.

Формы поставки стали 20Х25Н20С2

Прокат выпускается по следующим стандартам:

Вид продукции	Стандарты на сортамент
Сортовой прокат (пруток, круг, квадрат, шестигранник)	ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Калиброванный пруток	ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78
Шлифованный пруток, серебрянка	ГОСТ 14955-77
Лист тонкий	ГОСТ 5582-75, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-90
Полоса	ГОСТ 4405-75, ГОСТ 103-2006
Поковки и кованые заготовки	ГОСТ 1133-71