Сталь DIN 17245 GS-22Mo4: Закалённая и отпущенная сталь для турбинных деталей и давительных сосудов

Обзор материала

Сталь GS-22Mo4 (по стандарту DIN 17245) — это молбденсодержащая чугунная сталь средней легированности, предназначенная для деталей турбин и давительных сосудов, работающих при низких и средних температурах (300–450 °C) и средних давлениях. Типичные изделия: корпуса турбин, арматура, фланцы, корпуса насосов.

Добавление молибдена (0,35–0,45%) повышает термостойкость, предел текучести при температуре и устойчивость к вязкому разрушению. Сталь поставляется в закаленном и высокоотпущенном состоянии.

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,18 – 0,23
Молбиден (Mo)	0,35 – 0,45
Хром (Cr)	≤ 0,30
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	22 %
Коэффициент Пуассона (ν)	23 °C	0,29	Типично для молибденовой стали
Предел прочности при растяжении (Rm)	20 °C	440 – 590 МПа
Предел текучести (ReH / Rp0,2)	20 °C	245 МПа
Предел текучести Rp0,2 при температуре	200 °C	190 МПа
	300 °C	165 МПа
	350 °C	155 МПа
	400 °C	150 МПа
	450 °C	145 МПа
500 °C	135 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 молибденовой 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

Область применения: Детали турбин низкого и среднего давления, корпуса давительных сосудов, арматура, фланцы, трубопроводы паровых линий.
Тепловая обработка: Закалка 880–920 °C (вода/масло) + отжимка 620–680 °C (воздух). Структура: торондовый баинит/мартенсит с дисперсными карбидами Mo₂C.
Сварка: Хорошая свароподобность. Предварительный нагрев 150–200 °C, постсварная отжимка 580–620 °C. Электроды: базовые, молибденсодержащие (например, E Mo).
Обработка резанием: Удовлетворительная в закаленном состоянии, хорошая после отжига.
Коррозийная стойкость: Повышенная устойчивость к водородной коррозии и сульфидномунапряжению (HIC/SSCC) за счет Mo.

Аналоги и соответствия

EN 10213: G22Mo4 (1.5419)
ASTM/ASME: A217 Gr. WC1 (похожий состав)
ГОСТ: 20М (приближенный аналог), 15ХМ (с учетом Cr)

Ключевые преимущества

Хорошее сочетание прочности и вязкости при 300–450 °C.
Низкая чувствительность к релаксации напряжений.
Высокая надежность при циклических нагрузках.
Доступная стоимость по сравнению с хромомолибденоваанадиевыми сталями.

Сталь DIN 17245 GS-17CrMoV5-11: Закалённая и отпущенная сталь для турбинных корпусов и корпусов реактивных двигателей Сталь DIN 1651 35SPb20: Холодтянутая, закалённая и отпущенная автоматная сталь для точной обработки

Металл