Сталь X3CrNiMo13-4 (EN 10272) закалка и отпуск QT650 — мартенситная нержавеющая сталь для аппаратов под давлением
Общие сведения
Мартенситная сталь марки X3CrNiMo13-4 согласно DIN EN 10272:2001-01 в состоянии закалки и отпуска с минимальным пределом текучести 650 МПа (QT650) предназначена для горяче- и холоднодеформируемых прутков, используемых в аппаратах под давлением. Материал сочетает хорошие вязкостные характеристики с достаточной коррозионной стойкостью в диапазоне от -60 до +300 °C. Наличие никеля (3,5–4,5%) обеспечивает превосходную устойчивость к коррозии по сравнению со стандартными 13%-хромистыми мартенситными сталями.
Физические и механические свойства
Общие свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|
| Плотность | 20 °C | 7,58 – 7,70 г/см³ |
Механические свойства (QT650)
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|
| Модуль упругости | 20 °C | 200 – 218 ГПа | |
| 100 °C | 195 – 213 ГПа | |
| 200 °C | 185 – 206 ГПа | |
| 300 °C | 175 – 198 ГПа | |
| 400 °C | 170 – 190 ГПа | |
| 500 °C | 180 ГПа | |
| 600 °C | 167 ГПа | |
| 700 °C | 150 ГПа | |
| Относительное удлинение | 20 °C | 15 % | |
| Относительное удлинение (поперечное) | 20 °C | 12 – 14 % | |
| Коэффициент Пуассона | 23 °C | 0,3 | Типично для мартенситных нержавеющих сталей |
| Модуль сдвига | 23 °C | 77 ГПа | Типично для мартенситных нержавеющих сталей |
| Предел прочности при растяжении | 20 °C | 650 – 830 МПа | |
| Предел прочности при растяжении (поперечное) | 20 °C | 650 – 830 МПа | |
| Предел текучести Rp0,2 | 20 °C | 520 МПа | |
| 100 °C | 500 МПа | |
| 150 °C | 490 МПа | |
| 200 °C | 480 МПа | |
| 250 °C | 470 МПа | |
| 300 °C | 460 МПа | |
| 350 °C | 450 – 460 МПа | |
| Предел текучести Rp0,2 (поперечное) | 20 °C | 520 МПа | |
Тепловые свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения | 20 °C | 1,02·10⁻⁵ 1/К | |
| 100 °C | 1,05·10⁻⁵ 1/К | |
| 200 °C | 1,09·10⁻⁵ 1/К | |
| 300 °C | 1,13·10⁻⁵ 1/К | |
| 400 °C | 1,16·10⁻⁵ 1/К | |
| 500 °C | 1,20·10⁻⁵ 1/К | |
| 600 °C | 1,22·10⁻⁵ 1/К | |
| 700 °C | 1,24·10⁻⁵ 1/К | |
| Макс. температура длительной эксплуатации | — | -60 … +300 °C | |
| Температура плавления | — | 1370 – 1530 °C | Типично для мартенситных нержавеющих сталей |
| Удельная теплоёмкость | 20 °C | 430 – 439 Дж/(кг·К) | |
| 100 °C | 474 Дж/(кг·К) | |
| 200 °C | 492 Дж/(кг·К) | |
| 300 °C | 517 Дж/(кг·К) | |
| 400 °C | 538 Дж/(кг·К) | |
| 500 °C | 564 Дж/(кг·К) | |
| 600 °C | 598 Дж/(кг·К) | |
| 700 °C | 647 Дж/(кг·К) | |
| Теплопроводность | 20 °C | 15,7 – 25 Вт/(м·К) | |
| 100 °C | 17,1 Вт/(м·К) | |
| 200 °C | 18,6 Вт/(м·К) | |
| 300 °C | 20,0 Вт/(м·К) | |
| 400 °C | 21,2 Вт/(м·К) | |
| 500 °C | 22,3 Вт/(м·К) | |
| 600 °C | 23,1 Вт/(м·К) | |
| 700 °C | 23,8 Вт/(м·К) | |
| Температуропроводность | 20 °C | 4,7 мм²/с | |
| 100 °C | 4,5 мм²/с | |
| 200 °C | 4,6 мм²/с | |
| 300 °C | 4,7 мм²/с | |
| 400 °C | 4,5 мм²/с | |
| 500 °C | 4,3 мм²/с | |
| 600 °C | 3,7 мм²/с | |
| 700 °C | 3,0 мм²/с | |
Электрические свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|
| Удельное электрическое сопротивление | 20 °C | 6·10⁻⁷ – 9,19·10⁻⁷ Ом·м |
| 100 °C | 9,48·10⁻⁷ Ом·м |
| 200 °C | 9,87·10⁻⁷ Ом·м |
| 300 °C | 1,03·10⁻⁶ Ом·м |
| 400 °C | 1,07·10⁻⁶ Ом·м |
| 500 °C | 1,12·10⁻⁶ Ом·м |
| 600 °C | 1,18·10⁻⁶ Ом·м |
| 700 °C | 1,24·10⁻⁶ Ом·м |
Химический состав (масс. %)
| Элемент | Содержание |
|---|
| Углерод (C) | ≤ 0,05 |
| Хром (Cr) | 12 – 14 |
| Марганец (Mn) | ≤ 1,5 |
| Молибден (Mo) | 0,3 – 0,7 |
| Никель (Ni) | 3,5 – 4,5 |
| Азот (N) | ≤ 0,02 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,04 |
| Кремний (Si) | ≤ 0,7 |
| Сера (S) | ≤ 0,015 |
Особенности состояния поставки QT650
Состояние закалки и отпуска QT650 гарантирует минимальный предел текучести 520 МПа при 20 °C и предел прочности 650–830 МПа. Это обеспечивает необходимую прочность для крепежных изделий аппаратов под давлением при сохранении достаточной пластичности (удлинение ≥15%) для холодной деформации при монтаже. Сталь хорошо сваривается, однако требует предварительного нагрева до 150–200 °C и последующего отпуска для восстановления коррозионной стойкости в зоне сварки.
