Сталь X4CrNiMo16-5-1 (EN 10272) закалка и отпуск QT760 — баланс прочности и вязкости для криогеники
Общие сведения
Мартенситная сталь марки X4CrNiMo16-5-1 согласно DIN EN 10272:2001-01 в состоянии закалки и отпуска с минимальным пределом прочности 760 МПа (QT760) предназначена для горяче- и холоднодеформируемых прутков аппаратов под давлением. Как и сталь более высокого класса прочности QT900, данный материал обладает высокой коррозионной стойкостью и превосходной низкотемпературной вязкостью до -200 °C. Показывает отличную устойчивость к воде, слабым кислотам и основаниям, окислительным кислотам (азотной кислоте) и средам с низким содержанием хлоридов.
Физические и механические свойства
Общие свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|
| Плотность | 20 °C | 7,56 – 7,70 г/см³ |
Механические свойства (QT760)
| 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 | 16 % | |
| Относительное удлинение (поперечное) | 20 °C | 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 | 760 – 960 МПа | |
| Предел прочности при растяжении (поперечное) | 20 °C | 760 – 960 МПа | |
| Предел текучести Rp0,2 | 20 °C | 550 МПа | |
| 100 °C | 520 МПа | |
| 150 °C | 510 МПа | |
| 200 °C | 500 МПа | |
| 250 °C | 490 МПа | |
| 300 °C | 480 МПа | |
| Предел текучести Rp0,2 (поперечное) | 20 °C | 550 МПа | |
Тепловые свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения | 20 °C | 9,9·10⁻⁶ 1/К | |
| 100 °C | 1,03·10⁻⁵ 1/К | |
| 200 °C | 1,08·10⁻⁵ 1/К | |
| 300 °C | 1,12·10⁻⁵ 1/К | |
| 400 °C | 1,16·10⁻⁵ 1/К | |
| 500 °C | 1,19·10⁻⁵ 1/К | |
| 600 °C | 1,21·10⁻⁵ 1/К | |
| 700 °C | 1,24·10⁻⁵ 1/К | |
| 800 °C | 1,29·10⁻⁵ 1/К | |
| Макс. температура длительной эксплуатации | — | -200 … 0 °C | |
| Температура плавления | — | 1370 – 1530 °C | Типично для мартенситных нержавеющих сталей |
| Удельная теплоёмкость | 20 °C | 430 – 450 Дж/(кг·К) | |
| 100 °C | 482 Дж/(кг·К) | |
| 200 °C | 506 Дж/(кг·К) | |
| 300 °C | 525 Дж/(кг·К) | |
| 400 °C | 547 Дж/(кг·К) | |
| 500 °C | 576 Дж/(кг·К) | |
| 600 °C | 616 Дж/(кг·К) | |
| Теплопроводность | 20 °C | 15 – 16 Вт/(м·К) | |
| 100 °C | 17,2 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 | 23,3 Вт/(м·К) | |
| 700 °C | 24,1 Вт/(м·К) | |
| 800 °C | 25,5 Вт/(м·К) | |
| 900 °C | 26,9 Вт/(м·К) | |
| 1000 °C | 28,3 Вт/(м·К) | |
| Температуропроводность | 20 °C | 4,7 мм²/с | |
| 100 °C | 4,5 мм²/с | |
| 200 °C | 4,5 мм²/с | |
| 300 °C | 4,6 мм²/с | |
| 400 °C | 4,4 мм²/с | |
| 500 °C | 4,1 мм²/с | |
| 600 °C | 3,6 мм²/с | |
Электрические свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|
| Удельное электрическое сопротивление | 20 °C | 8·10⁻⁷ – 9,06·10⁻⁷ Ом·м |
| 100 °C | 9,42·10⁻⁷ Ом·м |
| 200 °C | 9,87·10⁻⁷ Ом·м |
| 300 °C | 1,03·10⁻⁶ Ом·м |
| 400 °C | 1,08·10⁻⁶ Ом·м |
| 500 °C | 1,12·10⁻⁶ Ом·м |
| 600 °C | 1,18·10⁻⁶ Ом·м |
| 700 °C | 1,22·10⁻⁶ Ом·м |
| 800 °C | 1,24·10⁻⁶ Ом·м |
| 900 °C | 1,26·10⁻⁶ Ом·м |
| 1000 °C | 1,27·10⁻⁶ Ом·м |
Химический состав (масс. %)
| Элемент | Содержание |
|---|
| Углерод (C) | ≤ 0,06 |
| Хром (Cr) | 15 – 17 |
| Марганец (Mn) | ≤ 1,5 |
| Молибден (Mo) | 0,8 – 1,5 |
| Никель (Ni) | 4 – 6 |
| Азот (N) | ≤ 0,02 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,04 |
| Кремний (Si) | ≤ 0,7 |
| Сера (S) | 0,015 – 0,03 |
Сравнение QT760 и QT900: выбор оптимального состояния
Состояние поставки QT760 (σв 760–960 МПа, σ₀,₂ ≥ 550 МПа) обеспечивает более высокую пластичность и ударную вязкость по сравнению с QT900, что критически важно для деталей, работающих при динамических нагрузках и в криогенических условиях. QT760 предпочтительна для сложных кованых деталей и элементов, требующих последующей механической обработки или сварки. QT900 выбирается, когда приоритетом является максимальная статическая прочность при допустимой вязкости. Оба состояния сохраняют идентичный химический состав и коррозионную стойкость.
