Лист нержавеющий 20Х23Н18: жаропрочный аустенитный сплав
Лист нержавеющий 20Х23Н18 изготавливается из стали аустенитного класса, легированной хромом (2225%) и никелем (1720%). Основное назначение материала работа в условиях высоких температур и агрессивных сред. В отличие от стандартных коррозионностойких марок, 20Х23Н18 сохраняет механические свойства при нагреве до 1050 C, что делает его незаменимым для теплотехнического оборудования и печной оснастки.
Химический состав и структурные особенности
Стабильность аустенитной структуры обеспечивается высоким содержанием никеля. Углерод (до 0,20%) способствует формированию карбидной фазы, повышающей жаропрочность. Кремний (до 1,0%) и марганец (до 2,0%) улучшают окалиностойкость. Лист нержавеющий 20Х23Н18 не склонен к межкристаллитной коррозии после сварки при условии соблюдения режимов термообработки.
Механические свойства при нормальной и повышенной температурах
При 20 C предел текучести составляет не менее 300 МПа, временное сопротивление от 550 до 700 МПа. Относительное удлинение от 30 до 40%. При нагреве до 800 C предел прочности снижается до 150200 МПа, однако материал сохраняет пластичность, необходимую для циклических теплосмен. Твердость по Бринеллю от 170 до 220 HB.
| Температура, C | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 20 | от 550 до 700 | от 300 до 350 | от 30 до 40 | от 100 до 120 |
| 600 | от 350 до 400 | от 200 до 250 | от 25 до 35 | от 80 до 100 |
| 800 | от 150 до 200 | от 80 до 120 | от 35 до 45 | от 60 до 80 |
Коррозионная стойкость и окалиностойкость
Лист нержавеющий 20Х23Н18 устойчив к газовой коррозии в окислительных средах до 1050 C. В атмосфере продуктов сгорания природного газа и мазута окалиностойкость сохраняется до 1000 C. В серосодержащих средах при температуре выше 600 C возможно охрупчивание, поэтому для таких условий требуется предварительное испытание. В растворах азотной и органических кислот материал стоек при концентрациях до 50% и температуре до 60 C.
Свариваемость и технологические рекомендации
Сварка листа 20Х23Н18 выполняется электродами типа ЦЛ-11 или проволокой Св-07Х25Н13. Требуется предварительный подогрев до температуры от 100 до 150 C. После сварки рекомендуется аустенизация при температуре от 1050 до 1100 C с быстрым охлаждением на воздухе для предотвращения выпадения карбидов по границам зёрен. Допустима холодная гибка с радиусом не менее двух толщин листа.
Применение в промышленности
- Футеровка и обечайки печей пиролиза, риформинга и цементных вращающихся печей.
- Теплообменники для агрессивных газов при температуре от 600 до 900 C.
- Детали газотурбинных установок: камеры сгорания, жаровые трубы, сопловые аппараты.
- Оснастка для термической обработки: поддоны, контейнеры, муфели.
- Элементы дымоходов и газоходов систем отвода продуктов сгорания.
Вопросы и ответы
Чем отличается лист 20Х23Н18 от стали 12Х18Н10Т?
Основное различие в жаропрочности. 20Х23Н18 сохраняет работоспособность до 1050 C, тогда как 12Х18Н10Т ограничена температурой 800 C. Содержание никеля в 20Х23Н18 выше (1720% против 911%), что обеспечивает стабильность аустенита при нагреве.
Какие толщины листа 20Х23Н18 доступны для заказа?
Стандартный сортамент включает толщины от 0,5 до 50 мм. Наиболее востребованы листы толщиной от 2 до 12 мм для печного оборудования и от 0,8 до 3 мм для теплообменников.
Требуется ли термообработка после сварки листа 20Х23Н18?
Для снятия сварочных напряжений и восстановления коррозионной стойкости рекомендуется аустенизация при температуре от 1050 до 1100 C. Без термообработки возможно снижение пластичности в зоне термического влияния.
При какой температуре начинается интенсивное окалинообразование?
В окислительной атмосфере значительное окалинообразование начинается при температуре выше 1050 C. До 1000 C скорость окисления не превышает 0,1 мм/год при циклическом нагреве.