Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNER — производство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
INNER
Контакты

Сталь 20Х23Н18 (ЭИ417): состав, свойства, жаростойкость

Сталь 20Х23Н18: справочные таблицы

Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.

Таблица 1. Нормативные документы на сталь 20Х23Н18 и прокат из неё

ДокументЧто регулируетСтатус
ГОСТ 5632-2014марка и химический состав; рекомендации по применению — в приложении Адействует с 01.01.2015 взамен ГОСТ 5632-72; Изменение № 1
ГОСТ 5949-2018сортовой прокат: термообработка и механические свойствадействует с 01.02.2019 взамен ГОСТ 5949-75
ГОСТ 7350-77толстолистовой прокат: горячекатаный 4–50 мм, холоднокатаный 4–5 ммдействует
ГОСТ 5582-75тонколистовой прокат: горячекатаный 1,5–3,9 мм, холоднокатаный 0,7–3,9 ммдействует

Толщины — по п. 2.1 ГОСТ 7350-77 и ГОСТ 5582-75. Марка 20Х23Н18 входит в перечни марок обоих стандартов на лист (п. 3.1).

К навигации по таблицам

Таблица 2. Химический состав сталей 20Х23Н18 и 10Х23Н18 по ГОСТ 5632-2014, % по массе

Элемент20Х23Н18 (ЭИ417)10Х23Н18
C, не более0,200,10
Si, не более1,001,00
Mn, не более2,002,00
Cr22,00–25,0022,00–25,00
Ni17,00–20,0017,00–20,00
S, не более0,0200,020
P, не более0,0350,035
Ti остаточный, не более0,200,20
W и V остаточные, не более (каждого)0,200,20
Mo остаточный, не более0,300,30
Cu остаточнаяне нормируетсяне нормируется

По таблице 1 (№ 6-47 и 6-38) и пп. 6.3, 6.4, 6.6, 6.7 ГОСТ 5632-2014. Обе марки отнесены к аустенитному классу; по таблице 1 они отмечены как жаростойкие и жаропрочные. Остаточную медь в аустенитных сталях не нормируют и не контролируют, если иное не требует стандарт на продукцию.

К навигации по таблицам

Таблица 3. Механические свойства проката из стали 20Х23Н18 по стандартам на продукцию

Документ, вид прокатаТермообработкаσв, Н/мм², не менееσт, Н/мм², не менееδ5, %, не менееψ, %, не менее
ГОСТ 5949-2018, сортовой прокатзакалка 1100–1150 °C, воздух или вода4901963550
ГОСТ 7350-77, толстый листзакалка 1030–1130 °C, вода54026535—
ГОСТ 5582-75, тонкий листзакалка 1080–1150 °C, вода или воздух510—35—
ГОСТ 5582-75, тонкий лист с повышенными свойствами (по согласованию)закалка 1080–1150 °C, вода или воздух530—37—

По таблице 3 ГОСТ 5949-2018, таблице 2 ГОСТ 7350-77, таблицам 1 и 1а ГОСТ 5582-75. Ударная вязкость KCU для 20Х23Н18 по ГОСТ 5949-2018 не нормируется. В ГОСТ 5582-75 режимы термообработки указаны как рекомендуемые; по согласованию допускается их изменение. Прочерк — значение на странице не приводится.

К навигации по таблицам

Таблица 4. Рекомендации по применению стали 20Х23Н18 в ГОСТ 5632-72

ПоказательЗначение
Назначениетрубы и детали установок для конверсии метана, пиролиза, листовые детали; детали установок в химической и нефтяной промышленности, газопроводы, камеры сгорания
Рекомендуемая температура применения1000 °C, срок работы — длительный
Температура начала интенсивного окалинообразования на воздухе1050 °C
Примечание стандарта«В интервале 600–800 °С склонны к охрупчиванию из-за образования σ-фазы»

По ГОСТ 5632-72 (заменён ГОСТ 5632-2014). В действующем ГОСТ 5632-2014 рекомендации по применению вынесены в приложение А; перед использованием сверяйте значения с действующей редакцией.

К навигации по таблицам

Таблица 5. Длительная прочность стали Therma 310S/4845 (EN 1.4845) по данным Outokumpu, МПа

ТемператураRkm за 10 000 чRkm за 100 000 ч
600 °C13080
650 °C6533
700 °C4018
750 °C2611
800 °C187
850 °C134,5
900 °C8,53

По техническому паспорту Outokumpu Therma 1565EN-GB:1 (май 2015 г.): средние значения по EN 10095. Это данные для близкой по назначению зарубежной марки, а не значения для 20Х23Н18.

К навигации по таблицам

Таблица 6. Предел текучести стали Therma 310S/4845 (EN 1.4845) при повышенных температурах по данным Outokumpu

ТемператураRp0,2, МПа, не менее
100 °C140
200 °C116
300 °C100
400 °C91
500 °C85
600 °C82

Минимальные значения по EN 10095 из технического паспорта Outokumpu Therma 1565EN-GB:1 (май 2015 г.). Это данные для близкой по назначению зарубежной марки, а не значения для 20Х23Н18.

К навигации по таблицам

Таблица 7. Физические свойства стали Therma 310S/4845 (EN 1.4845) при 20 °C по данным Outokumpu

СвойствоЗначение
Плотность7,9 кг/дм³
Модуль упругости196 ГПа
Коэффициент линейного расширения, 20–100 °C15,5·10⁻⁶ 1/К
Теплопроводность15 Вт/(м·К)
Удельная теплоёмкость500 Дж/(кг·К)
Удельное электросопротивление0,85 Ом·мм²/м

По техническому паспорту Outokumpu Therma 1565EN-GB:1 (май 2015 г.). ГОСТ 5632-2014 физических свойств не приводит. Это данные для близкой по назначению зарубежной марки, а не значения для 20Х23Н18.

К навигации по таблицам

Таблица 8. 20Х23Н18, 10Х23Н18 и сталь 310S/4845: состав, % по массе

Марка, источникCCrNi
20Х23Н18, ГОСТ 5632-2014не более 0,2022,00–25,0017,00–20,00
10Х23Н18, ГОСТ 5632-2014не более 0,1022,00–25,0017,00–20,00
Therma 310S/4845 (EN 1.4845), Outokumpu — типичный состав0,0525,519,1

Для Outokumpu приведён типичный состав, а не пределы стандарта. Типичное содержание хрома в Therma 310S/4845 выше верхнего предела 20Х23Н18 (25,00 %).

К навигации по таблицам

Таблица 9. Теоретическая масса 1 м круга, квадрата и шестигранника из стали 20Х23Н18, кг

Размер (диаметр, сторона, размер под ключ), ммКругКвадратШестигранник
50,1550,1980,171
60,2230,2840,246
80,3970,5060,438
100,6200,7900,684
120,8931,1380,985
141,2161,5481,341
161,5882,0221,751
182,0102,5602,217
202,4823,1602,737
223,0033,8243,311
253,8784,9384,276
284,8646,1945,364
305,5847,1106,157
368,04110,2388,867
409,92712,64010,947
5015,51219,75017,104
6022,33728,44024,630
8039,71050,56043,786
10062,04679,00068,416

Расчёт при плотности 7900 кг/м³ (справочно, по данным Outokumpu для стали Therma 310S/4845; ГОСТ 5632-2014 физических свойств не приводит) по номинальным размерам, без учёта предельных отклонений.

К навигации по таблицам

Таблица 10. Теоретическая масса тонкого листа из стали 20Х23Н18

Толщина, мм1 м², кгЛист 1000×2000, кгЛист 1250×2500, кгЛист 1500×3000, кг
0,75,5311,117,324,9
0,86,3212,619,828,4
1,07,9015,824,735,6
1,29,4819,029,642,7
1,511,8523,737,053,3
2,015,8031,649,471,1
2,519,7539,561,788,9
3,023,7047,474,1106,7
3,527,6555,386,4124,4
3,930,8161,696,3138,6

Расчёт при плотности 7900 кг/м³ (справочно): масса 1 м² равна 7,9 кг на каждый миллиметр толщины. Фактическая масса отличается на величину допусков по толщине.

К навигации по таблицам

Таблица 11. Теоретическая масса толстого листа из стали 20Х23Н18

Толщина, мм1 м², кгЛист 1000×2000, кгЛист 1250×2500, кгЛист 1500×6000, кг
4,031,6063,298,8284,4
5,039,5079,0123,4355,5
6,047,4094,8148,1426,6
8,063,20126,4197,5568,8
10,079,00158,0246,9711,0
12,094,80189,6296,3853,2
14,0110,60221,2345,6995,4
16,0126,40252,8395,01137,6
20,0158,00316,0493,81422,0
25,0197,50395,0617,21777,5
30,0237,00474,0740,62133,0
36,0284,40568,8888,82559,6
40,0316,00632,0987,52844,0
50,0395,00790,01234,43555,0

Расчёт при плотности 7900 кг/м³ (справочно): масса 1 м² равна 7,9 кг на каждый миллиметр толщины. Фактическая масса отличается на величину допусков по толщине.

К навигации по таблицам

Оглавление статьи 18 разделов

Что такое сталь 20Х23Н18

20Х23Н18 — хромоникелевая сталь аустенитного класса с углеродом не более 0,20 %, 22,00–25,00 % хрома и 17,00–20,00 % никеля. Марка установлена ГОСТ 5632-2014, старое обозначение — ЭИ417. По таблице 1 стандарта она отнесена к жаростойким и жаропрочным сталям. По общепринятой системе обозначений число 20 указывает содержание углерода в сотых долях процента, Х23 и Н18 — примерное содержание хрома и никеля в процентах.

По ГОСТ 5632-72 сталь предназначалась для труб и деталей установок конверсии метана и пиролиза, листовых деталей, деталей установок химической и нефтяной промышленности, газопроводов и камер сгорания. Рекомендуемая температура применения в этом стандарте — 1000 °C при длительном сроке работы, температура начала интенсивного окалинообразования на воздухе — 1050 °C (таблица 4).

Нормативные документы

Марку и химический состав задаёт ГОСТ 5632-2014, который с 1 января 2015 года заменил ГОСТ 5632-72. Сортовой прокат поставляют по ГОСТ 5949-2018 (действует с 1 февраля 2019 года взамен ГОСТ 5949-75), толстый лист — по ГОСТ 7350-77, тонкий — по ГОСТ 5582-75 (таблица 1).

Ссылки «состав по ГОСТ 5632-72» и «свойства по ГОСТ 5949-75» устарели. Для нового проката состав — по ГОСТ 5632-2014, свойства сортового проката — по ГОСТ 5949-2018.

Химический состав

По ГОСТ 5632-2014 в 20Х23Н18 не более 0,20 % углерода, не более 1,00 % кремния и 2,00 % марганца, 22,00–25,00 % хрома и 17,00–20,00 % никеля; серы — не более 0,020 %, фосфора — не более 0,035 % (таблица 2). Молибден, титан, вольфрам и ванадий в марке не легирующие: их остаточное содержание ограничено — молибдена не более 0,30 %, титана не более 0,20 %, вольфрама и ванадия не более 0,20 % каждого.

20Х23Н18 и 10Х23Н18

В ГОСТ 5632-2014 есть марка 10Х23Н18 с тем же содержанием хрома, никеля и примесей, но с углеродом не более 0,10 %. Обе стали имеют одинаковое назначение по таблице 1 — жаростойкие и жаропрочные — и одинаковые нормы сортового проката по ГОСТ 5949-2018. Обозначение ЭИ417 в ГОСТ 5632-2014 относится к 20Х23Н18.

Механические свойства по видам проката

Нормы зависят от вида продукции (таблица 3). Сортовой прокат по ГОСТ 5949-2018 после закалки с 1100–1150 °C должен иметь σв не менее 490 Н/мм², σт не менее 196 Н/мм², δ5 не менее 35 % и ψ не менее 50 %. Толстый лист по ГОСТ 7350-77 — σв не менее 540 Н/мм², σт не менее 265 Н/мм², δ5 не менее 35 %. Тонкий лист по ГОСТ 5582-75 — σв не менее 510 Н/мм² и δ5 не менее 35 %; по согласованию его изготовляют с повышенными свойствами — σв не менее 530 Н/мм², δ5 не менее 37 %.

Термообработка

Свойства 20Х23Н18 стандарты нормируют после закалки (таблица 3): 1100–1150 °C с охлаждением на воздухе или в воде для сортового проката, 1030–1130 °C с охлаждением в воде для толстого листа и 1080–1150 °C с охлаждением в воде или на воздухе для тонкого листа. Для тонкого листа ГОСТ 5582-75 называет режим рекомендуемым и допускает его изменение по согласованию.

Жаростойкость: до какой температуры

В ГОСТ 5632-72 для 20Х23Н18 была указана рекомендуемая температура применения 1000 °C при длительном сроке работы, а температура начала интенсивного окалинообразования на воздухе — 1050 °C (таблица 4). В действующем ГОСТ 5632-2014 рекомендации по применению вынесены в приложение А.

Для близкой по назначению стали Therma 310S/4845 (EN 1.4845) Outokumpu указывает максимальную температуру службы на воздухе 1050 °C и отмечает, что водяной пар может снизить её на величину до 100 °C.

Охрупчивание: σ-фаза

В ГОСТ 5632-72 для 20Х23Н18 дано примечание: «В интервале 600–800 °С склонны к охрупчиванию из-за образования σ-фазы». Для стали Therma 310S/4845 Outokumpu указывает небольшую склонность к охрупчиванию при непрерывной работе в интервале 600–850 °C.

Длительная прочность

Ориентир дают данные Outokumpu для близкой по назначению стали Therma 310S/4845 (таблица 5): предел длительной прочности за 10 000 ч при 700 °C — 40 МПа, при 800 °C — 18 МПа, при 900 °C — 8,5 МПа; за 100 000 ч — 18, 7 и 3 МПа. Предел текучести той же стали при 600 °C — не менее 82 МПа (таблица 6).

Физические свойства

ГОСТ 5632-2014 физических свойств не приводит. По данным Outokumpu для стали Therma 310S/4845 плотность — 7,9 кг/дм³, модуль упругости — 196 ГПа, коэффициент линейного расширения в интервале 20–100 °C — 15,5·10⁻⁶ 1/К, теплопроводность — 15 Вт/(м·К) (таблица 7). Это данные для близкой по назначению зарубежной марки, а не значения для 20Х23Н18.

Межкристаллитная коррозия

В таблице 1 ГОСТ 5632-2014 20Х23Н18 отмечена как жаростойкая и жаропрочная, но не как коррозионно-стойкая. В перечни марок, прокат из которых не должен быть склонен к межкристаллитной коррозии, ГОСТ 7350-77 (п. 3.8) и ГОСТ 5582-75 (п. 3.9) её не включают. Для коррозионных сред выбирают коррозионно-стойкие стали — например, 12Х18Н10Т.

Зарубежные аналоги по назначению: AISI 310S, 1.4845

Близкие по назначению зарубежные марки — AISI 310S и EN 1.4845. Тождество составов с 20Х23Н18 не подтверждено (таблица 8): типичный состав Therma 310S/4845 по Outokumpu — 0,05 % углерода, 25,5 % хрома и 19,1 % никеля, и типичное содержание хрома выше верхнего предела 20Х23Н18 — 25,00 %.

Поэтому запись «20Х23Н18 = AISI 310S» без оговорок неточна.

Применение

В ГОСТ 5632-72 назначение 20Х23Н18 сформулировано так: трубы и детали установок для конверсии метана, пиролиза, листовые детали; детали установок в химической и нефтяной промышленности, газопроводы, камеры сгорания. Для сравнения: 08Х18Н10 по ГОСТ 5632-2014 рекомендована как жаростойкая сталь для длительной работы на воздухе до 800 °C.

Входной контроль

  1. Проверить в документе о качестве стандарт на продукцию: ГОСТ 5949-2018 для сортового проката, ГОСТ 7350-77 для толстого листа, ГОСТ 5582-75 для тонкого листа; состав — по ГОСТ 5632-2014.
  2. Сверить химический состав: хром 22,00–25,00 %, никель 17,00–20,00 %, углерод не более 0,20 %; молибден — не более 0,30 % как остаточный элемент.
  3. Проверить режим закалки и механические свойства по стандарту на продукцию (таблица 3).
  4. Для тонкого листа с повышенными свойствами по таблице 1а ГОСТ 5582-75 — убедиться, что они были оговорены в заказе: такие свойства устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

Частые ошибки в справочниках

  • Состав «по ГОСТ 5632-72» и свойства «по ГОСТ 5949-75». Оба стандарта заменены: ГОСТ 5632-2014 действует с 2015 года, ГОСТ 5949-2018 — с 2019 года.
  • Молибден 0,35–0,55 % в составе 20Х23Н18. В марке молибден не легирующий: остаточное содержание — не более 0,30 %.
  • «20Х23Н18 = AISI 310S = 1.4845». Это близкие по назначению марки; тождество составов не подтверждено (таблица 8).
  • «Жаропрочная до 600 °C». В ГОСТ 5632-72 рекомендуемая температура применения 20Х23Н18 — 1000 °C при длительном сроке работы.

Масса проката

Теоретическая масса в таблицах 9, 10 и 11 рассчитана при плотности 7900 кг/м³ — справочно, по данным Outokumpu для стали Therma 310S/4845. Фактическая масса зависит от допусков на размеры.

Круг: m = 0,0079·π·d²/4, кг/м; квадрат: m = 0,0079·a², кг/м; шестигранник: m = 0,0079·(√3/2)·s², кг/м; лист: m = 7,9·t, кг/м² (размеры в мм).

Пример. Лист 1000 × 2000 мм (2 м²) толщиной 3 мм: 7,9 × 3 × 2 = 47,4 кг.

Вопросы и ответы по стали 20Х23Н18

Какой ГОСТ на сталь 20Х23Н18?

Марку и состав задаёт ГОСТ 5632-2014. Сортовой прокат — ГОСТ 5949-2018, толстый лист — ГОСТ 7350-77, тонкий лист — ГОСТ 5582-75.

До какой температуры работает 20Х23Н18?

В ГОСТ 5632-72 для неё указывалась рекомендуемая температура применения 1000 °C при длительном сроке работы; температура начала интенсивного окалинообразования на воздухе — 1050 °C. По примечанию того же стандарта в интервале 600–800 °C сталь склонна к охрупчиванию из-за образования σ-фазы.

Какой химический состав у 20Х23Н18?

По ГОСТ 5632-2014: углерод не более 0,20 %, кремний не более 1,00 %, марганец не более 2,00 %, хром 22,00–25,00 %, никель 17,00–20,00 %, сера не более 0,020 %, фосфор не более 0,035 %.

20Х23Н18 — это AISI 310S?

Нет: AISI 310S и EN 1.4845 — близкие по назначению, но не тождественные марки. Например, типичное содержание хрома в Therma 310S/4845 по Outokumpu — 25,5 %, выше верхнего предела 20Х23Н18.

Что такое ЭИ417?

Старое обозначение стали 20Х23Н18, приведённое в ГОСТ 5632-2014.

Чем 20Х23Н18 отличается от 10Х23Н18?

По составу по ГОСТ 5632-2014 — только пределом углерода: не более 0,20 % у 20Х23Н18 и не более 0,10 % у 10Х23Н18. Хром, никель и примеси нормированы одинаково.

Какие механические свойства у 20Х23Н18?

Сортовой прокат по ГОСТ 5949-2018 после закалки с 1100–1150 °C — σв не менее 490 Н/мм², σт не менее 196 Н/мм², δ5 не менее 35 %, ψ не менее 50 %. У листа нормы свои: по ГОСТ 7350-77 σв не менее 540 Н/мм², по ГОСТ 5582-75 — не менее 510 Н/мм².

Есть ли молибден в 20Х23Н18?

Как легирующего элемента — нет. По ГОСТ 5632-2014 остаточный молибден в марке допускается не более 0,30 %.

Источники

  1. ГОСТ 5632-2014. Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.
  2. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (заменён) — рекомендации по применению.
  3. ГОСТ 5949-2018. Металлопродукция из сталей нержавеющих и сплавов на железоникелевой основе коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных. Технические условия.
  4. ГОСТ 7350-77. Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия.
  5. ГОСТ 5582-75. Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаростойкий и жаропрочный. Технические условия.
  6. Outokumpu. Therma range datasheet 1565EN-GB:1, May 2015 — сталь Therma 310S/4845 (EN 1.4845).

Статья носит ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов. Нормы приведены по указанным стандартам; данные производителя для близкой зарубежной марки отмечены в тексте и не являются нормами для 20Х23Н18. Выбор материала для работы при высоких температурах определяют проект и документация на изделие. Перед применением сверяйтесь с актуальными редакциями документов и сертификатами на конкретную продукцию. Автор и администрация сайта не несут ответственности за последствия использования информации без такой проверки.

Заказать товар

ООО «Иннер Инжиниринг»