22К

Сталь 22К

Классификация

Сталь конструкционная углеродистая качественная

НТД:

Листы и полосы		ГОСТ 5520-79, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19903-90
Обработка металлов давлением. Поковки		ОСТ 108.030.113-87, ОСТ 26-01-135-81, ТУ 108-11-910-87, ТУ 108.11.917-87, СТ ЦКБА 010-2004
Болванки. Заготовки. Слябы		ТУ 108-665-77, ТУ 108-972-80, ТУ 302.02.092-90
Сортовой и фасонный прокат		ТУ 14-2-553-83
Листы и полосы		ТУ 108-1025-81, ТУ 108-11-296-87, ТУ 108-11-906-87, ТУ 302.02.118-91, ТУ 05764417-041-95, ТУ 0900-005-05764417-99, ТУ 108.11.543-80

Назначение

Сталь 22К применяется для изготовления поковок различных деталей общего машиностроения; деталей типа донышек, обечаек, воротниковых фланцев, цельнокатаных и сварных барабанов паровых котлов, штуцеров, колец, патрубков, тройников и деталей прямоугольной формы для энергооборудования и трубопроводов с абсолютным давлением свыше 3,9 МПа тепловых электростанций и для работы при температурах от -40 °С до +450 °С; сосудов, работающих под давлением; оборудования АЭС.

Химический состав стали 22К

НТД	C	S	P	Mn	Cr	Si	Ni	N	Cu	As
ГОСТ 5520-79	0,19-0,26	≤0,035	≤0,040	0,75-1,00	≤0,30	0,17-0,40	≤0,30	≤0,008	≤0,30	≤0,080
ТУ 108.11.917-87	0,19-0,26	≤0,025	≤0,025	0,75-1,00	≤0,40	0,20-0,40	≤0,30	-	≤0,30	-
ТУ 302.02.092-90	0,19-0,26	≤0,025	≤0,025	0,75-1,00	≤0,40	0,20-0,40	≤0,30	≤0,008	≤0,30	≤0,080

Fe - основа.
По ГОСТ 5520-79 при выплавке стали из керченских руд допускается массовая доля мышьяка до 0,15 %, при этом массовая доля фосфора должна быть не более 0,030 %. По требованию потребителя массовая доля серы не должна превышать 0,025, 0,030 или 0,035 %, а фосфора 0,030 или 0,035 %. При выплавке стали в электропечах массовая доля азота должна быть ≤ 0,012 %.

По ТУ 108.11.917-87 после обработки стали на УВРВ вводится ограничение по содержанию серы ≤ 0,015 % и фосфора ≤ 0,015 %. Суммарное содержание серы и фосфора после УВРВ ≤ 0,020 %.

По ТУ 302.02.092-90 химический состав приведен для стали марки 22К; в стали марки 22КУ массовая доля углерода 0,17-0,24 %, марганца 0,35-0,65, массовые доли остальных элементов идентичны марке 22К. По указанию управления металлургии изготовителя при выплавке стали в качестве технологической добавки допускается присадка ферротитана не более 0,050 % титана, или феррованадия не более 0,050 % ванадия (по расчету), или ванадия не более 0,050 % и титана не более 0,030 % одновременно (с учетом остаточного ванадия в стали). Содержание титана, ванадия и алюминия в ковшевой пробе определяется, заносится в сертификат, но не является сдаточным. Допускается содержание никеля (по согласованию) не более 0,50 %. После обработки УВРВ суммарное содержание серы и фосфора в стали должно быть не более 0,020 %. В электростали, а также в металле ЭШП и ВДП, полученном переплавом электростали, содержание азота должно быть не более 0,012 %.

Механические свойства стали 22К

Механические свойства при 20°С

Сечение (мм)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)	KCU (кДж/м²)
Листовой прокат. Нормализация при 940-960 °C + Отпуск при 630-650 °C, охлаждение на воздухе со скоростью 65 °C/ч
30-70	≥250	≥510	≥22	≥50	≥834
60-90		≥440			≥589
Листы категорий: 2-4, 10, 16, 18-21 (KCU - в состоянии поставки / после механического старения)
25-60	≥265	430-590	≥22		≥588/294
60-70	≥255	430-590	≥22		≥588/294

Механические свойства в зависимости от тепловой обработки

Состояние поставки	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ	ψ (%)	KCU (кДж/м²)
Нагрев до 920-940 °С, охлаждение 100 °С/ч + Отпуск при 600 °С, охлаждение 50 °С/ч (указана продолжительность и температура тепловой выдержки)
20 000 ч., 450 °С	≥230	≥470	≥29	≥59	≥804
20 000 ч., 500 °С	≥230	≥440	≥31	≥64	≥961
30 000 ч., 450 °С	≥240	≥470	≥25	≥59
30 000 ч., 550 °С	≥255	≥435	≥34	≥64	≥765

Механические свойства в зависимости от температуры испытания

t испыт. (°C)	σ_Т\|σ_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)	ψ (%)
Листы горячекатаные 30-70 мм
20	245-295	500-520	22-26	50-61
100	225-275	460-490
200	215-265
300	215-235
400	≥225	450-470		59-63
500	≥195	280-310	19-29	60-68
600	110-130	135-165	20-34	60-68
Листы горячекатаные 30-70 мм. Нагрев до 930 °С (выдержка 2 ч), охлаждение со скоростью 80-100 °С/ч + Отпуск при 600-650 °С, охлаждение со скоростью 50 °С/ч
20	225-245	460-470	31-36	61-66
200	185-215	390-430	26-27	64-65
300	165-185	390-430	25-27	59-62
400	155-165	≥390	27-29	73-75
500	135-145	255-265	28-31	80-82
600	≥110	≥160	33-41	87-88
Образец прокатаный 6 мм, длиной 30 мм. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,09 1/с
700	≥81	≥120	≥57	≥90
800	≥56	≥72	≥49	≥63
900	≥49	≥84	≥60	≥86
1000	≥45	≥59	≥59	≥86
1100	≥26	≥42	≥75	≥100

Длительная прочность стали 22К

Предел ползучести, МПа	Скорость позучести, %/ч	Температура испытания, °C	Предел длительной прочности, МПа	Длительность испытания, ч	Температура отпуска, °C
132	1/100000	400	139	10000	450
208	1/10000	400	98	100000	450
63	1/100000	450	59	100000	500
94	1/10000	450	47	100000	525

Технологические свойства стали 22К

Свариваемость	Ограниченно свариваемая. Способ сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой. Рекомендуются подогрев и последующая термообработка. ЭШС - требуется термообработка.
Склонность к отпускной хрупкости	Не склонна.
Температура ковки	Начала - 1280 °C, конца - 700 °C. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Флокеночувствительность	не чувствительна.
Температура критических точек

Критическая точка	Температура °C
AC1	724
AC3	845
AR3	815
AR1	682

Ударная вязкость стали 22К

Состояние поставки \ температура	+20	-20
Листы 30-70 мм. Нагрев до 930 °С (выдержка 2 ч), охлаждение со скоростью 80-100 °С/ч + Отпуск при 600-650 °С, охлаждение со скоростью 50 °С/ч	1158-1540	755-1108

Предел текучести стали 22К

Температура испытания, °C/σ_0,2
150	200	250	300	320	350	400	450
	≥215	≥205	≥190	≥185	≥175

Физические свойства стали 22К

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)	211	208	205	200	191	180	165
Плотность (ρ, кг/м³)	7859	7834	7803	7770	7736	7699	7659	7617	7624	7600	7548	7496
Коэффициент теплопроводности (λ, Вт/(м · °С))	51,7	48	46	44	42,7	39,3	35,6	31,9	25,9	26,4	27,7	28,5	29,8
Уд. электросопротивление (R, НОм · м)	173	219	292	381	487	601	758	925	1094	1135	1167	1194	1219
Коэффициент линейного расширения (α · 10⁶, 1/°С)		11	12,6	12,8	13,4	13,5	13,6	14,6	12,7	12,4	13,4	14,2	14,8
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))		470	470	483	525	525		571

22К