Что за металл 14х17н2

Характеристики стали 14Х17Н2 и ее обработка

Расшифровка марки стали 14Х17Н2, ее характеристики и термообработка строго регламентированы требованиями ГОСТ и других нормативных документов. Обзор аналогов этого сплава позволяет подобрать альтернативу в тех случаях, когда применить оригинал не представляется возможным.

Описание структуры стали, ее химического состава и сфер применения позволит больше узнать о марке 14Х17Н2, поможет оценить ее достоинства и недостатки.

Состав и расшифровка

Марку стали определяют ее структура, химический состав и свойства. Легирующие добавки помогают придавать материалу большую коррозионную стойкость. Узнать об их наличии и объеме помогает расшифровка.

Сталь 14Х17Н2 состоит из железа, его доля достигает 78%, углерода, содержащегося в ней в объеме 0,14%. Литера Х указывает на содержание хрома, его здесь около 17%. Дополнительно металл легирован никелем (2% от общего объема). Среди других компонентов в составе присутствуют ниже перечисленные.

• Сера. Содержится в объеме 0,025%. Обеспечивает металлу лучшую способность к обработке.
• Марганец. Его доля не превышает 0,8%. Он удаляет избыток кислорода в металлах.
• Фосфор. Около 0,03%. Он считается загрязняющим веществом, но в небольших количествах способствует снижению хрупкости материала.
• Кремний. Его в составе около 0,8%. Кремний отвечает за способность металла к закаливанию.
• Титан. Влияет на механическую прочность. Включение не превышает 0,2% от общего объема.
• Медь. Этот металл придает сплаву пластичность, уменьшает риски надлома. Включение меди в общий состав не превышает 0,3%.

Все компоненты оказывают прямое влияние на конечные характеристики материала, его способность к свариванию, коррозионную стойкость.

Материал способен успешно эксплуатироваться в контакте с кислотами, щелочами, влагой. Он выдерживает постоянное термическое воздействие в диапазоне +400 градусов, не боится более интенсивного нагрева и замораживания.

Особенности производства

Эта марка хромоникелевой стали принадлежит к категории сильнолегированных сплавов. Она имеет сложную структуру с содержанием углерода в пределах средних значений, причисляется к классу аустенитно-ферритных материалов. В зависимости от требований к изделию в процессе производства сплав может подвергаться закалке и отпуску, чтобы получить более однородную структуру без посторонних включений.

К особенностям производства этой стали можно отнести следующие.

• Высокий расход кислорода. Он является энергоносителем, меняющим показатели расплава. Интенсивное окисление снижает содержание углерода, но способствует лучшему соединению разнородных компонентов.
• Вакуумирование для удаления выделяющихся газов O, H, N. Без этого этапа сплав получается более хрупким. В металле образуются флокены, он быстрее подвергается процессам естественного старения.
• Длительное охлаждение металла в слитках. Так материал приобретает желаемую структуру.
• Высокий расход сырья. Он связан с низким коэффициентом усвоения разнородных легирующих добавок. Это повышает стоимость производства.

При создании готовых изделий из слитков осуществляются штамповка и ковка, подгонка деталей по размерам. Механическая обработка осуществляется инструментами с повышенными показателями прочности и твердости.

Характеристики и свойства

Производство стали марки 14Х17Н2 стандартизировано требованиями ГОСТ 5632-72. У этого материала есть набор характеристик и свойств, которые присущи только ему. Они определяют способность металла выдерживать механические и термические нагрузки.

Как и другие материалы с высоким содержанием железа, сталь магнитится. Также ей присущи другие свойства, которые стоит рассмотреть подробнее.

Физические

Среди основных параметров, которым должна соответствовать эта марка стали, можно выделить:

• твердость по Роквеллу – 63–65;
• класс прочности – 1–3;
• плотность – 7750 кг/м3;
• нормальная упругость по модулю Е – 133–193 ГПа;
• теплопроводность – 21–30 Вт/ (м*К);
• удельная теплоемкость – 462 Дж/ (кг*К);
• предел текучести – до 637 МПа;
• температура плавления – 1310–1350 градусов.

Этот перечень характеристик считается базовым. Он нормирован требованиями государственного стандарта, включает основные показатели, которых должны придерживаться производители.

Технологические

К этой категории относятся параметры, определяющие способность металла к дальнейшей обработке. Они имеют важное значение при изготовлении деталей и элементов конструкций машин, механизмов. В число технологических характеристик стали 14Х17Н2 входят ниже перечисленные.

• Свариваемость. Низкая, проводится с использованием аргонно-дуговых аппаратов и РДС.
• Ковка. Проводится при начальной температуре в +1250 градусов с последующим понижением до +900. Воздушное охлаждение показано только изделиям с сечением до 350 мм.
• Склонность к отпускной хрупкости. Присутствует.
• Коррозионная стойкость зависит от среды. В паровоздушных смесях при температуре +100 градусов глубина повреждения составляет 0,005 мм/год. В дистиллированной воде, нагреваемой до +300 градусов, этот показатель возрастет до 0,08.
• Жаростойкость. При нагреве до 900 градусов в воздушной среде стали присваивается группа пониженностойких.

Сортамент

Поставка стали 14Х17Н2 осуществляется в виде фасонного или сортового проката, а также в поковке и заготовках. Также из этого материала делают:

• калиброванные прутки;
• шлифованные прутки;
• серебрянку;
• листы;
• полосы.

Особенности сортамента стоит изучить немного подробнее. Листовой прокат выпускается в широком диапазоне толщины и типоразмеров. Трубы делают методом ковки, придавая им квадратное или круглое сечение, а также путем горячего проката металла. Калиброванные прутки могут быть круглыми или квадратными, а также шестигранными. Прокат в полосах получают путем ковки или горячего проката.

Аналоги

У стали 14Х17Н2 есть множество заменителей, соответствующих отечественным и зарубежным стандартам. Среди наиболее востребованных аналогов можно выделить следующие.

• AISI 431. Сталь, разработанная в США. Содержание хрома варьируется от 16 до 18%, никеля – до 2,5%. Относится к мартенситно-ферритному классу, сплав имеет характерную кристаллическую структуру, получаемую путем применения специальной технологии закалки. При этом сталь сохраняет такие же хрупкость при отпуске, напряжение при сварке, сложность соединения.
• X16CrNi16-2. Сталь, классифицируемая по немецкой и европейской системам стандартизации. Содержит хром и никель в пропорции 16 и 2%.
• 2321 (Швеция). Выпускается согласно международному стандарту SS. Коррозионно-стойкий сплав входит в группу аустенитно-ферритных, пригоден для изготовления не только деталей, конструкционных элементов, но и нагружаемых компонентов в ответственных узлах.
• X20CrNi17-2. Сплав с повышенным содержанием углерода и идентичным включением никеля и хрома. Обладает повышенной ударопрочностью.
• Z10CN17. Сталь выпускается по стандарту ANFOR, действующему во Франции. Содержит меньшее количество легирующих компонентов, что влияет на коррозионную стойкость материала.

Ближайшим отечественным аналогом по жаростойкости, сопротивляемости коррозионным процессам можно назвать марку 20Х17Н2. Она имеет схожий состав с легирующими добавками в виде хрома и никеля, но относится к мартенситному классу. Содержание углерода здесь более высокое. Кроме того, материал имеет улучшенную ударную прочность, не подвержен механическому истиранию.

Применение

Из этой коррозионно-стойкой и жаропрочной стали изготавливают детали компрессорных машин. К ним относят диски и валы, рабочие лопатки, фланцы, крепеж. Также 14Х7Н2 подходит для получения компонентов, эксплуатируемых при низких температурных режимах или в агрессивных средах. Материал высоко ценится в авиационной промышленности и химической отрасли.

После закалки с высоким отпуском металл приобретает максимальную коррозионную стойкость. Такие заготовки идут на производство узлов для атомных электростанций, а также для машин и механизмов, поддерживающих работу с нагревом до 800 градусов по Цельсию.

Термообработка

После сваривания – для снижения влияния коррозии на материал – необходимо производить его отпуск. Рекомендованный температурный режим — 680–700 градусов, продолжительность – от 30 до 60 минут.

Основная термообработка проводится с соблюдением температурных режимов. На каждом этапе работы с болванкой или готовым изделием действуют свои требования:

• закалка при температуре 980–1020 градусов;
• отпуск в масляной среде до 680–700 градусов;
• охлаждение на воздухе с постепенным снижением температуры.

Отжиг металлов влияет на их свойства. После термообработки сталь 14Х17Н2 приобретает повышенную твердость, становится более устойчивой к износу. Такой материал может применяться на ответственных участках, под значительными нагрузками. Сталь набирает температуру постепенно, а затем резко охлаждается, циклы повторяются несколько раз.

Закалка — сложный технологический процесс, требующий профессионального выполнения. Нарушение технологии приводит к следующим негативным последствиям:

Выполненная с соблюдением всех правил термическая обработка помогает получить сталь с прогнозируемыми характеристиками, эксплуатационными показателями, стабильными физическими параметрами.

Источник

Сталь 14Х17Н2 коррозионно-стойкая жаропрочная

Сталь – смесь железа и углерода, которую активно использует как в строительстве, так и в машиностроительной отрасли. Данный материал получил популярность благодаря увеличенной износостойкости, прочности и низкой цене, но свойства каждой заготовки будут значительно отличаться друг от друга, и тут всё зависит от химического состава (по этому параметру определяют качество и назначение металлопроката). И для создания высокосортной детали или прочной конструкции нужно уделять внимание именно дополнительным компонентам.

Большинство металлических деталей используются в неблагоприятных условиях: повышенные температуры, сильное механическое действие, высокая влажность и прочее. И если большинство сплавов легко переносят первые факторы, то жидкость считается главным врагом любого железа. Однако современная металлургическая отрасль нашла выход из этой ситуации, и создала модель Ст 14Х17Н2, относящаяся к коррозионно-стойкому типу. Ещё она является жаростойкой, и её можно использовать практически при любых обстоятельствах.

Сталь 14Х17Н2 — характеристики

Характеристики материала

Применение металлопроката можно встретить в следующих случаях:

• Создание рабочих и направляющих лопаток для турбин. На такие предметы ложится серьёзная ответственность, и от их сорта будет завесить стабильная работа всего агрегата. Лопасти подвергаются быстрым оборотам, а внешние факторы в виде газа или горячего пара создают дополнительную нагрузку. Ещё, в спокойном состоянии, на поверхности может скапливаться конденсат, который начнёт разрушать обычный металл.
• Изготовление крепежей. Сюда входят болты, гайки, штифты, шпильки и другие. Эти компоненты также играют ключевую роль, и от их прочности будет зависеть надёжность и безопасность всей конструкций.
• Производство втулок. Эти составляющие встречаются в подвеске автомобилей, поэтому они должны выдержать не только силовое давление, но и отлично отталкивать воду после дождя, переносить повышенную температуру в летнее время и низкую в зимнее, служить без деформации. Также втулки разрешено устанавливать и в другие механизированные приборы.
• Выпуск валов. Подобные запчасти передают крутящий момент от одного звена механизма к другому. Тут тоже имеются негативные факторы в виде силы трения, давления, температуры и другого.

Шпилька М16 14Х17Н2

Такие предметы допускается использовать в различных сферах, и, от части, их можно отнести к универсальному типу. Даже долю медицинских приборов и инструментов делают из этого проката. Что касается свойств, то у 14Х17Н2 характеристики выглядят следующим образом:

• нержавеющая поверхность;
• способность работать при Т = до +400 °C;
• устойчивость к статическим и динамическим влияниям;
• малый уровень деформации.

Трудно найти сплав, который смог бы соответствовать аналогичным параметрам. Поэтому он и цениться на всех производственных предприятиях.

Химический состав

Сталь относится к коррозионностойкому жаропрочному веществу, и к мартенсита-ферритному классу. В соединении имеется 10 химических элементов:

• Углерод (С) – 0,11-0,17%. Придаёт веществу плотность.
• Кремний (Si) и марганец (Mn) – не более 0,8%. Первый необходим для закаливаемости, второй – для удаления лишнего кислорода.
• Никель (Ni) – 1,5-2,5%. Защищает плоскость от ржавчины.
• Фосфор (P) – 0,03%. Снижает хрупкость предмета.
• Сера (S) – 0,025%. Необходима для будущей обработки плоскости.
• Хром (Cr) – 16-18%. Добавляется во все нержавеющие стали, и даёт сопротивляемость коррозии.
• Титан (Ti) – не более 0,2%. Уменьшает массу объекта и увеличивает устойчивость к повреждениям.
• Медь (Cu) – до 0,3%. Придаёт металлу пластичность, и защищает его от надломов.
• Железо (Fe) – 78%. Основная составляющая, являющаяся неотъемлемой частью любой стали.

Несмотря на высокие показатели, хранить сталь 14Х17Н2 можно только в удалённом от воды месте. Особенно, если период складирования будет достигать нескольких лет. В этом случае продукт сохранит свою первоначальную гладкость, и не утратит эксплуатационные опции.

Маркировка и расшифровка

Каждое изделие подобного рода должно иметь соответствующий знак, указывающий на характеристики и качество. Товар без маркировки запрещено продавать, поскольку от потребителя будет скрыта достоверная информация. Следует отметить, что сталь 14Х17Н2 относится к ГОСТ 5632 72. Этот государственный стандарт относится к нержавеющим, окалиностойким и жаропрочным металлопрокатом, которые способны работать в нагруженном состоянии и в экстремальных условиях. Также в требовании к 14Х17Н2 ГОСТ прописано точное соотношение всех элементов, входящих в структуру слитка.

Пруток 26 мм 14Х17Н2

Символы, входящие в название, носят информационный характер: начальная цифра (14) указывает на среднее соотношение (в сотых долях процента) углерода. Символ «Х» обозначает наличие хрома, а значение 17 говорит о количестве этого вещества (в целых процентах). А знак «Н» говорит о присутствии никеля и его количестве. Из названия данной марки можно сказать, что сталь содержит примерно 0,14% (С), 17% (Cr) и 2% (Ni). Идентичным образом можно расшифровать любую аббревиатуру.

Аналоги стали 14Х17Н2

В качестве альтернативного варианта рекомендуется обратить внимание на зарубежные варианты. Например, на аналог AISI 431 американского производства. Состав этого сплава отличается лишь наличием 0,8% марганца (Mn). Что касается опций, то они выглядят следующим образом: При 5-ти часовом погружении в дистиллированную жидкость с Т = 300 °С начинает образовываться коррозия размером в 0,08 мм. Такой же эффект появляется по истечении одного года хранения в ненадлежащих условиях. Если плоскость подвергнуть воздействию Т = 100 °С, то его модуль упругости будет составлять 1,97 МПа, плотность составит 7750кг/м 3 , а коэффициент расширения – 9,81 °С.

Но такой заменитель имеет ряд недостатков:

• ограниченная свариваемость;
• повышение хрупкости при отпуске;
• перед сварными работами изделие важно разогреть до 300 °С;
• после сварки объект нужно подвергнуть тепловому воздействию.

Однако эта модель полностью заслуживает интереса покупателей.

Особенности термообработки

Эта процедура необходима для улучшения пробы материала. В результате таких работ происходят процессы, которые способны изменить свойства заготовки. При этом обрабатывать можно как обычные болванки, так и готовые части. Термообработка стали 14Х17Н2 всегда проходит по одному сценарию:

• закалка в печи 980-1020 °С;
• отпуск в масле до 680-700 °С;
• охлаждение на открытом воздухе.

Этот процесс придаёт сплавам твёрдость, и прибавляет коэффициент износостойкости, а это очень важный показатель, поскольку материал может быть использован для создания сложных технических устройств или массивных конструкций. Суть такого способа заключается в постепенном нагревании с дальнейшим резким охлаждением, и так делается несколько подходов.

Следует отметить, что при закаливании есть шанс возникновения дефектов: перегрев, пережог, окисление, трещины и прочее. Чтобы избежать таких неприятностей нужно строго следовать всем правилам термической обработки.

Источник