Сталь DIN 17245 GS-17CrMoV5-11: Закалённая и отпущенная сталь для турбинных корпусов и корпусов реактивных двигателей
Обзор материала
Сталь GS-17CrMoV5-11 (по стандарту DIN 17245) — это высоколегированная чугунная сталь, предназначенная для изготовления толстостенных литых деталей, работающих при высоких температурах и давлениях. Основные сферы применения: высоконагруженные турбинные корпуса, корпуса реактивных двигателей (jet cases), а также детали паровых и газовых турбин.
Сталь относится к классу хромомолибденоваанадиевых сталей с высокой термостойкостью и крепкостью при повышенных температурах. Закалка и высокая отжимка обеспечивают оптимальное сочетание прочности, вязкости и устойчивости к расслаблению под напряжением (creep resistance).
Химический состав (масс.%)
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод (C) | 0,15 – 0,20 |
| Хром (Cr) | 1,2 – 1,5 |
| Молбиден (Mo) | 0,9 – 1,1 |
| Ванадий (V) | 0,2 – 0,3 |
| Марганец (Mn) | 0,5 – 0,8 |
| Кремний (Si) | 0,3 – 0,6 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,02 |
| Сера (S) | ≤ 0,015 |
Механические свойства (в закаленном и отпущенном состоянии)
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Модуль упругости (E) | 20 °C | 211 ГПа | |
| 100 °C | 204 ГПа | ||
| 200 °C | 196 ГПа | ||
| 300 °C | 186 ГПа | ||
| 400 °C | 177 ГПа | ||
| 500 °C | 164 ГПа | ||
| 600 °C | 127 ГПа | ||
| Относительное удлинение при разрыве (A) | 20 °C | 15 % | |
| Коэффициент Пуассона (ν) | 23 °C | 0,29 | Типично для хромомолибденовой стали |
| Предел прочности при растяжении (Rm) | 20 °C | 590 – 780 МПа | |
| Предел текучести (ReH / Rp0,2) | 20 °C | 440 МПа | |
| Предел текучести Rp0,2 при температуре | 200 °C | 385 МПа | |
| 300 °C | 365 МПа | ||
| 350 °C | 350 МПа | ||
| 400 °C | 335 МПа | ||
| 450 °C | 320 МПа | ||
| 500 °C | 300 МПа | ||
| 550 °C | 260 МПа |
Физические и термические свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения (α) | 100 °C | 1,22·10⁻⁵ 1/К | |
| 200 °C | 1,29·10⁻⁵ 1/К | ||
| 300 °C | 1,34·10⁻⁵ 1/К | ||
| 400 °C | 1,39·10⁻⁵ 1/К | ||
| 500 °C | 1,43·10⁻⁵ 1/К | ||
| 600 °C | 1,46·10⁻⁵ 1/К | ||
| Макс. рабочая температура (длительная) | — | 300 – 610 °C | |
| Температура плавления | — | 1382 – 1529 °C | Типично для хромомолибденовой стали |
| Удельная теплоёмкость (c) | 20 °C | 460 Дж/(кг·К) | |
| Теплопроводность (λ) | 20 °C | 50 Вт/(м·К) | |
| 300 °C | 46 Вт/(м·К) | ||
| 400 °C | 42 Вт/(м·К) | ||
| 500 °C | 38 Вт/(м·К) | ||
| 600 °C | 34 Вт/(м·К) |
Электрические свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|---|---|
| Электрическое сопротивление (ρ) | 20 °C | 1,6·10⁻⁷ Ом·м |
Общие свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|---|---|
| Плотность | 20 °C | 7,85 г/см³ |
Технологические особенности и применение
- Литейные свойства: Хорошая литейность, позволяет получать сложные толстостенные заготовки минимальной пористостью.
- Тепловая обработка: Типичный режим — закалка из 920–950 °C (масло/вода) + высокая отжимка 650–700 °C (воздух). Обеспечивает bainitic/martensitic структуру с дисперсными карбидами V и Mo.
- Сварка: Требует предварительного нагрева 250–300 °C и постсварочной отжижки. Рекомендуются электроды базового типа (например, E CrMoV).
- Обработка резанием:
- Коррозийная стойкость: Повышенная устойчивость к окислению и коррозии в паровой среде за счет Cr и Mo.
Аналоги и соответствия
- EN 10213: G17CrMoV5-10 (1.7706)
- ASTM/ASME: A352 Gr. LCB (частично), A217 Gr. WC6 (близкий по составу, но без V)
- ГОСТ: 15Х1М1Ф (приближенный аналог)
Ключевые преимущества
- Высокая долговечность при температуре до 550–600 °C.
- Хорошая сопротивляемость термической усталоте.
- Низкая склонность к релаксации напряжений (creep).
- Возможность литья крупногабаритных деталей (вес до нескольких тонн).
Сталь DIN 17245 GS-17CrMo5-5: закаленная и отпущенная литая сталь для толстостенных деталей
Сталь DIN 17245 GS-22Mo4: Закалённая и отпущенная сталь для турбинных деталей и давительных сосудов
Металл
- Инструментальная сталь DIN 17350 102Cr6 (1.2067) — закаленная и отпущенная (QT) для высокопроизводительных режущих инстру…
- Сталь DIN 17350 21MnCr5 — Закаленная и отпущенная сталь для высокой твердости поверхности
- Сталь DIN 17480 X85CrMoV18-2 (закаленная и отпущенная): технические спецификации
- Сталь DIN 17480 X45CrSi9-3 — Закаленная и отпущенная (QT) спецификация
- Сталь DIN 17173 Grade 26CrMo4-2: Закаленная и отпущенная хромомолибденовая сталь
- Сталь DIN 17230 44Cr2: Закаленная и отпущенная – высокопроизводительный материал для антифрикционных подшипников
- Сталь DIN 17245 GS-18CrMo9-10, закаленная и отпущенная – высокотемпературные свойства
- Сталь 10Ni14 (DIN 17174) после закалки и отпуска — Никелистая конструкционная сталь для криогеники
- Сталь 12Ni19 (DIN 17174) после закалки и отпуска — Высоконикелистая криогеническая сталь
- Сталь DIN 17174 X8Ni9: свойства после закалки и отпуска