Обработка металлов давлением. Поковки | ГОСТ 25054-81 |
Классификация, номенклатура и общие нормы | ГОСТ 5632-2014 |
Листы и полосы | ГОСТ 5582-75, ГОСТ 7350-77, ТУ 14-1-4364-87 |
Болванки. Заготовки. Слябы | ОСТ 3-1686-90, ТУ 14-1-2134-77 |
Термическая и термохимическая обработка металлов | СТП 26.260.484-2004 |
Сортовой и фасонный прокат | ТУ 14-1-1190-75, ТУ 14-11-245-88, ТУ 14-1-4319-87 |
Трубы стальные и соединительные части к ним | ТУ 14-3-694-78, ТУ 14-3-696-78, ТУ 14-3-751-78 |
Сталь 03Х21Н21М4ГБ-ВИ применяется для изготовления сварных конструкций и узлов, работающих в условиях действия горячей фосфорной кислоты с примесью фтористых и сернистых соединений, а также в серной кислоте низкой концентрации при температурах до +80 °С, азотной кислоте при температурах до +95 °С; деталей оборудования химической промышленности (производства фосфорной кислоты, минеральных удобрений, ацетилцеллюлозы, винилацетата и др.); оборудования, работающего в условиях интенсивного износа (мешалок, сепараторов, экстракторов); сварочных электродов, используемых при изготовлении оборудования энергетического и химического машиностроения.
Примечание: Сталь сложнолегированная коррозионностойкая аустенитного класса.
НТД | C | S | P | Mn | Cr | W | V | Ti | Si | Ni | Mo | Cu |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ГОСТ 5632-2014 | 0,030 | ≤0,020 | ≤0,030 | ≤1,80-2,50 | 20,00-22,00 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,60 | 20,00-22,00 | 3,40-3,70 | ≤0,30 |
Fe - основа.
По ГОСТ 5632-2014 содержание Nb в % =" 15С% - "0,8%.
Механические свойства при 20°С |
Сечение (мм) |
σТ|σ0,2 (МПа) |
σB (МПа) |
δ5 (%) |
δ10 | ψ (%) |
---|---|---|---|---|---|
Листовой горячекатаный (1,5-3,9 мм) и холоднокатаный (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Закалка в воду или на воздухе с 1080-1130 °C |
|||||
≥245 | ≥540 | ≥25 | |||
Листовой горячекатаный (4,0-25,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Закалка в воду или под водяным душем с 1060-1120 °C |
|||||
≥295 | ≥590 | ≥30 | |||
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в воду или под водяным душем с 1060-1120 °C |
|||||
Образец | ≥300 | ≥600 | ≥30 | ≥30 |
Нормированные механические свойства при 20 °С
ГОСТ, ТУ | Вид продукции | σв, Н/мм² | σ0,2, Н/мм² | δ5, % |
---|---|---|---|---|
не менее | ||||
ТУ 14-1-1190-75 | Пруток: -горячекатаный -кованый |
490 | 215 | 30 |
Лист: | ||||
ГОСТ 7350-77 | -горячекатаный | 590 | 295 | 30 |
ГОСТ 5582-75 | -холоднокатаный | 540 | 245 | 25 |
Заготовка трубная: | ||||
ТУ 14-1-4319-87 | -горячекатаная, кованая | 490 | - | 30 |
ТУ 14-1-2134-77 | -кованая | 490 | 216" | 30 |
Труба бесшовная | ||||
ТУ 14-3-696-78 | -горячепрессованная | 490 | 215 | 30 |
ТУ 14-3-694-78, ТУ 14-3-751-78 |
-холоднопрессованная | 490 | 215 | 30 |
Механические свойства при 20 °С
Толщина листа, мм | σв, Н/мм² | σ0,2", Н/мм² | δ5, % |
---|---|---|---|
4-11 | (744) 666 (607) | (411) 362 (294) | (55) 40 (30) |
10-20 | (674) 647 (598) | (468) 411 (323) | (45) 38 (30) |
П р и м е ч а н и е. В скобках указаны максимальные и минимальные значения механических свойств. |
Механические свойства при низких и повышенных температурах (пруток, продольные образцы, закалка с 1080 °С в воде)
tисп, °С | σв, Н/мм² | σ0,2, Н/мм² | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см2 | tисп, °С | σв, Н/мм² | σ0,2, Н/мм² | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-196 | 1200 | 650 | 59 | 59,5 | 135 | 200 | 565 | 230 | 41 | 61 | 240 |
-100 | 835 | 435 | 60,5 | 71 | 185 | 300 | 560 | 190 | 40,5 | 65,5 | 300 |
-60 | 775 | 400 | 62 | 70,5 | 155 | 400 | 540 | 200 | 40 | 61 | 230 |
0 | 700 | 340 | 49,5 | 71 | 280 | 500 | 540 | 195 | 37 | 56 | 200 |
20 | 675 | 335 | 49 | 67 | 240 | 600 | 490 | 200 | 43 | 57 | 210 |
100 | 595 | 235 | 43 | 66 | 260 | 700 | 360 | 180 | 36 | 54 | 200 |
Механические свойства в зависимости от степени холодной деформации (продольные образцы, закалка с 1080 °С в воде)
Степень обжатия, % | σв, Н/мм² | σ0,2, Н/мм² | δ5, % | Степень обжатия, % | σв, Н/мм² | σ0,2, Н/мм² | δ5, % |
---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 670 | 330 | 49 | 40 | 1080 | 1020 | 10 |
10 | 700 | 630 | 25 | 50 | 1120 | 1070 | 8 |
20 | 920 | 830 | 17 | 60 | 1170 | 1120 | 6 |
30 | 950 | 840 | 17 |
По ГОСТ 7350-77, ГОСТ 5582-75, ТУ 14-1-1190-75, ТУ 14-1-4319-87, ТУ 14-3-696-78, ТУ 14-3-694-78, ТУ 14-3-751-78 сталь 03Х21Н21М4ГБ должна быть стойка против межкристаллитной коррозии после провоцирующего отпуска при 700 °С, 1 ч. Испытания проводят по методу ВУ ГОСТ 6032"-89.
Сталь в закаленном состоянии и ее сварные соединения обладают высокой стойкостью к общей, межкристаллитной и питтинговой коррозии.
В промышленных средах производства экстракционной фосфорной кислоты: в пульпе (32 % P2O5, 2 % F, 2 % S03, фосфогипс) и упаренной кислоте (54 % P2O5, 0,5 % F) межкристаллитная коррозия отсутствует до температуры среды 85 и 110°С соответственно.
Скорость коррозии стали не превышает 0,1 мм/год в серной кислоте: 10-20%-ной до 80 °С; 10%-ной с примесью SO2 (7-9 %) до 30 °С; 95%-ной до 70 °С; уксусной кислоте до 96%-ной концентрации при 120°С.
Сталь имеет высокую коррозионную стойкость в среде производства борной кислоты, скорость коррозии в боратовой пульпе, содержащей до 0,6 % H2SO4; 6,03 % В2O3; 5,08 % MgO при 90°С составляет < 0,001 мм/год. Р1з нее изготавливают мешалки турбинного типа (высота 4500 мм, диаметр 300 мм, скорость вращения 700 об/мин) для перемешивания пульпы, содержащей 32 % P2O5, 1,8 % F (в виде H2SiF6, 2,5 % S04 (в виде H2SO4) и фосфогипс при 70°С; пульпопроводы (28-36 % P2O5), 1,6-1,85 % F; 1,6-3,0 % SO2 при 70-88 °С), сепараторы, экстракторы (диаметром до 8000 мм и высотой до 5500 мм) при производстве экстракционной фосфорной кислоты с примесью ионов фтора.
Сталь 03X21H21М4ГБ рекомендована НИИхиммаш для изготовления оборудования на заводах химического машиностроения в производствах экстракционной фосфорной кислоты, сульфитцеллюлозы, основы пленки и ацетилцеллюлозы.
Особенности термической обработки | Изделия из стали 03Х21Н21М4ГБ следует подвергать закалке с 1060-1120 °С, время выдержки при толщине стенки до 15мм - 30 мин, свыше 15 мм - 30 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины стенки; изделия охлаждают в воде или на воздухе. |
---|---|
Свариваемость | Без ограничений |
Температурный интервал горячей пластической деформации стали: ковка, прокатка 1200-850 °С, штамповка 1100-900 °С. Сталь хорошо деформируется в холодном и горячем состоянии и удовлетворительно обрабатывается резанием. При гибке заготовки из листовой стали толщиной 5 мм в холодном и горячем состоянии минимальные радиусы гибки не должны быть меньше двух толщин листа.
Термическая обработка стали 03Х21Н21М4ГБ: закалка с 1060-1120 °С в воде; аналогичную термическую обработку применяют для снятия наклепа после холодной или горячей пластической деформации.
Сталь сваривается ручной электродуговой сваркой, аргонодуговой и автоматической сваркой. Согласно рекомендациям НИИхиммаша сталь толщиной до 10 мм удовлетворительно сваривается всеми видами ручной электродуговой сварки. Аргонодуговой метод рекомендуется применять при толщинах стали до 6 мм, а также для сварки корневых швов при толщине более 10 мм. Сталь толщиной более 10 мм удовлетворительно сваривается обеими видами ручной дуговой сварки при пониженном содержании ниобия в металле корневых проходов шва. Для предупреждения образования горячих трещин в сварных соединениях толщиной более 10 мм корневые швы необходимо сваривать обратно-ступенчатым способом с использованием сварочных материалов без ниобия. Для сваркичстали толщиной более 12 мм рекомендуется применять комбинированный метод (аргонодуговую и сварку штучными электродами).
При сварке с U-образной разделкой разделку кромок под сварку необходимо выполнять раскрытием со стороны действия коррозионной среды. Швы, обращенные к коррозионной среде, следует выполнять в последнюю очередь только электродом ОЗЛ-17У. Для ручной электросварки стали толщиной до 10 мм и для заполнения разделки при толщине стали более 10 мм рекомендуются электроды ОЗЛ-17У, ОЗЛ-26А, АНВ-17 с проволокой Св-01Х19Н18Г10АМ4; для сварки корневых проходов стали толщиной более 10 мм - электроды ОЗЛ-26А с покрытием без ниобия на проволоке 03X21Н21М4 (ЗИ-87), ОЗЛ-17У с покрытием без ниобия на проволоке Св-03Х23Н28МЗДЗТ; для сварки указанной стали со сталями 08Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13МЗТ, СтЗ, 20К - электроды ЭА-395/9.
Для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом стали толщиной до 10 мм и для заполнения разделки при толщине стали более 10 мм рекомендуется проволока Св-03Х23Н28МЗДЗТ и проволока 02Х21Н21М4ГБ (ЗИ69). Для сварки корневых проходов стали толщиной более 10 мм - проволока 03Х21Н21М4 (ЗИ87); для автоматической сварки - проволока Св-01Х19Н18Г10АМ4 (ЭП690) и флюс АН-18. Прочность сварного соединения составляет 0,9σв основного металла. Сварные соединения всех видов сварки имеют высокую коррозионную стойкость и не подвергаются межкристаллитной коррозии.
Плотность - 8,0 · 103 кг/м3.
Модуль упругости -18-104 Н/мм2 при 20 °С; 15,9 · 10-4 ,Н/мм2 при 300 °С.
Теплопроводность - 17,2 Вт/(м · К) при 20 °С.
Магнитная проницаемость - 1,252(мкТл · м)/А.
Температурный коэффициент линейного расширения α
t, °С | 20-200 | 20-300 |
---|---|---|
α · 106, К-1 | 15,3 | 16,75 |