Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Таблицы
Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.
По таблице 1, пп. 6.3–6.7 и таблице 2 ГОСТ 5632-2014 (с Изменением № 1). Порядковый номер марки — 1-11, класс мартенситный, старое обозначение — 2Х13. Остаточные элементы допускается не определять, если иное не указано в заказе (п. 6.10).
К навигации по таблицам
По таблице 1 ГОСТ 5632-2014. У всех марок хром 12,00–14,00 %, сера — не более 0,025 %, фосфор — не более 0,030 %. Прочерк в колонке Ni — никель не нормируется (остаточный — не более 0,60 %).
По таблицам 1 и 3 и пп. 7.1.5, 7.1.6.1 ГОСТ 5949-2018. Сталь мартенситного и мартенсито-ферритного классов поставляют термически обработанной — отожжённой или отпущенной. Для 30Х13 и 40Х13 нормируется только твёрдость после закалки и низкого отпуска.
По таблице 3 и примечаниям к ней ГОСТ 5949-2018. Снижение δ5 и ψ — в абсолютных процентах. Ударный изгиб испытывают для круга и шестигранника от 16 мм, для квадрата и полосы — от 12 мм. Для размеров свыше 100 мм свойства допускается проверять на перекованной пробе 80–100 мм.
По текстам указанных стандартов. Н/мм² и МПа — одна и та же единица; σт и σ0,2 — предел текучести. Для толстого листа толщиной свыше 25 мм механические свойства по ГОСТ 7350-77 не нормируют, но определяют обязательно. В ГОСТ 5582-75 тонкий горячекатаный лист — от 1,5 мм, холоднокатаный — от 0,7 мм.
Приложение А ГОСТ 5632-2014 — справочное: температуры и сроки работы в нём даны ориентировочно. ГОСТ Р 51687-2021 действует с 1 марта 2022 года взамен ГОСТ Р 51687-2000.
По разделу 8 ГОСТ 33260-2015. Для корпусных деталей стандарт называет сортовой прокат по ГОСТ 5949 и поковки по ГОСТ 25054 и указывает назначение: внутренние детали арматуры в условиях атмосферной коррозии и слабоагрессивных сред, включая воду и нефтепродукты. Пределы для крепежа совпадают с отраслевым СТ ЦКБА 012-2005.
Состав 1.4021 — по технической карте производителя Lucefin (состав по EN 10088-1:2005, свойства по EN 10088-3:2005); 420 — по ASTM A276 (ред. A276-98b). В карте Lucefin сталь 1.4021 сопоставлена с ГОСТ 20Х13, AISI 420 (420A), SUS420J1 и 2Cr13.
Нормы EN 10088-3:2005 для горячедеформированного проката — по технической карте Lucefin; типичные значения — по паспорту Deutsche Edelstahlwerke (DEW, Swiss Steel Group). +A — отожжённое состояние, +QT — закалка и отпуск. Для сечений свыше 160 мм свойства согласовывают.
По технической карте производителя Lucefin для 1.4021 (X20Cr13): круг диаметром 10 мм. Ударная работа KV (образец с V-надрезом, Дж) несопоставима с KCU (U-надрез, Дж/см²).
Значения марочника сталей приведены по перепечаткам и с печатным изданием не сверены. Расхождения между источниками могут быть связаны с методикой определения.
По технической карте Lucefin и паспорту Deutsche Edelstahlwerke для 1.4021 (X20Cr13); значения плотности, теплопроводности, электросопротивления и расширения у обоих производителей совпадают.
Нормы ГОСТ — режимы обработки образцов для проверки металла, а не обязательная технология изделия. Рекомендации производителей относятся к стали 1.4021 и приведены как ориентир.
Прочность и напряжения — в Н/мм² (МПа), KCU — в Дж/см². Подробно о второй марке — на странице стали 14Х17Н2.
Расчёт при плотности 7700 кг/м³ по номинальным размерам, без учёта предельных отклонений и скруглений кромок.
Расчёт при плотности 7700 кг/м³: масса 1 м² равна 7,7 кг на каждый миллиметр толщины. Толщины до 3,9 мм — тонкий лист по ГОСТ 5582-75, от 4 мм — толстый лист по ГОСТ 7350-77. Фактическая масса отличается на величину допусков по толщине.
20Х13 — коррозионностойкая хромистая сталь мартенситного класса с 0,16–0,25 % углерода и 12,00–14,00 % хрома. Марка установлена ГОСТ 5632-2014, порядковый номер 1-11; старое обозначение — 2Х13. Расшифровка: 20 — среднее содержание углерода в сотых долях процента, около 0,20 %; Х13 — около 13 % хрома.
В ряду 12Х13–20Х13–30Х13–40Х13 это «конструкционная» марка: её, как и 12Х13, нормируют по прочности, пластичности и ударной вязкости после закалки и высокого отпуска, а не по твёрдости, как 40Х13. По ГОСТ 5949-2018 после закалки с 1000–1050 °C и отпуска при 660–770 °C сталь должна иметь σв не менее 650 Н/мм² при KCU не менее 78 Дж/см² (таблица 4).
В таблице 1 ГОСТ 5632-2014 марка отмечена как коррозионностойкая (основное назначение) и жаропрочная; справочное приложение А называет для неё лопатки паровых турбин, клапаны, болты и трубы при температурах до 500 °C (таблица 6). Жаростойкой сталь не считается.
Нормы по видам проката сведены в таблицу 5. Все перечисленные стандарты действуют (проверено в ФГИС Росстандарта).
На многих сайтах для 20Х13 до сих пор указывают отменённые ГОСТ 5632-72 и ГОСТ 5949-75. Сертификат на сортовой прокат должен ссылаться на ГОСТ 5949-2018, на поковки — на ГОСТ 25054-81.
Нормы ГОСТ 5632-2014 приведены в таблице 1. Сера ограничена 0,025 %, фосфор — 0,030 %. Никель в марке не легирующий, а остаточный: не более 0,60 % по общему пункту стандарта; медь — не более 0,30 %, титан — 0,20 %, молибден — 0,30 %, вольфрам и ванадий — не более 0,20 % каждого.
Предельные отклонения в готовой продукции по таблице 2 ГОСТ 5632-2014 зависят от содержания элемента: для углерода ±0,01 % при содержании до 0,20 % и ±0,02 % — свыше 0,20 %; хром ±0,15 %; кремний +0,05 %; марганец +0,04 %; сера и фосфор +0,005 %. На остаточные элементы отклонения не распространяются.
Стали с 12–14 % хрома различаются прежде всего углеродом (таблица 2). С ростом углерода после закалки растёт твёрдость и снижается вязкость. 12Х13 по ГОСТ 5632-2014 относится к мартенсито-ферритному классу, 20Х13, 30Х13 и 40Х13 — к мартенситному.
ГОСТ 5949-2018 делит ряд на две группы (таблица 3). 12Х13 и 20Х13 проверяют по прочности, пластичности и ударной вязкости после закалки и высокого отпуска — это стали для нагруженных деталей. 30Х13 и 40Х13 проверяют только по твёрдости после закалки и низкого отпуска, не менее 48 и 50 HRC, — это стали для инструмента и изделий, которым нужна твёрдая поверхность.
Между 12Х13 и 20Х13 разница в прочности заметна: 590 Н/мм² у 12Х13 против 650 Н/мм² у 20Х13 по варианту 1, при этом у 12Х13 выше пластичность и ударная вязкость (δ5 20 %, KCU 88 Дж/см²). Если важнее вязкость, а не прочность, выбирают 12Х13; для сварных конструкций — аустенитные стали.
Сортовой прокат поставляют отожжённым или отпущенным с твёрдостью 126–197 HB. Механические свойства проверяют на образцах после закалки и отпуска, причём стандарт даёт два варианта (таблица 4):
Нормы относятся к прокату размером до 60 мм. Для 60–100 мм стандарт допускает снижение δ5 на 1 %, ψ на 5 % и KCU на 4,9 Дж/см², для 100–150 мм — на 3 %, 10 % и 9,8 Дж/см² (δ5 и ψ — в абсолютных процентах). Цифры прочности в сертификате нужно читать вместе с режимом отпуска образцов: 650 и 830 Н/мм² относятся к разным состояниям одной стали.
Твёрдость после контрольной закалки и отпуска ГОСТ 5949-2018 для 20Х13 не нормирует. Производитель аналога 1.4021 указывает после закалки около 46 HRC; после закалки и отпуска при 660–770 °C твёрдость поковок по ГОСТ 25054-81 — 197–248 HB.
В отличие от 40Х13, для 20Х13 есть нормы и на толстый лист, и на поковки (таблица 5). По ГОСТ 7350-77 лист 4–50 мм после нормализации или закалки с 1000–1050 °C на воздухе и отпуска при 680–780 °C должен иметь σв не менее 510 Н/мм², σт не менее 375 Н/мм² и δ5 не менее 20 %; после отжига по режиму изготовителя нормируется только верхний предел прочности — 750 Н/мм². Для листов толщиной свыше 25 мм свойства не нормируют, но определяют обязательно.
Поковки по ГОСТ 25054-81 после закалки с 1000–1050 °C и отпуска при 660–770 °C: σ0,2 не менее 441 МПа, σв не менее 647 МПа, твёрдость 197–248 HB. Пластичность и ударная вязкость зависят от сечения: для поковок до 200 мм — δ5 16 %, ψ 50 %, KCU 64 Дж/см²; для 500–1000 мм — 14 %, 40 % и 39 Дж/см². Испытания на растяжение и удар обязательны только для поковок групп IV, IVК, V и VК, твёрдость — для всех групп, кроме I.
Тонкий лист по ГОСТ 5582-75 после отжига или отпуска при 740–800 °C — σв не менее 490 Н/мм², δ5 не менее 20 %. Проволока по ГОСТ 18143-72 выпускается термически обработанной оксидированной (σв 540–780 Н/мм²) и холоднотянутой (980–1320 Н/мм²).
Европейская сталь 1.4021 (X20Cr13) совпадает с 20Х13 по углероду и хрому (таблица 8). Отличия — в предельных содержаниях кремния, марганца и фосфора: EN допускает до 1,00 %, 1,50 % и 0,040 % соответственно. Производитель Lucefin прямо указывает ГОСТ 20Х13 как соответствие 1.4021, наряду с AISI 420, SUS420J1 и 2Cr13.
AISI 420 — не одна марка, а семейство: ASTM A276 задаёт для неё только нижний предел углерода, 0,15 %. Под обозначение 420 подходят и 20Х13, и 30Х13, и 40Х13, а их свойства после закалки различаются сильно. Поэтому в спецификации на импортный металл нужно указывать углерод или европейский номер 1.4021, а не просто «420».
По EN 10088-3 сталь 1.4021 поставляют в отожжённом состоянии +A (Rm до 760 МПа, до 230 HB) и в улучшенном +QT700 и +QT800 (таблица 9). По уровню прочности состояние +QT700 (Rm 700–850 МПа) сопоставимо с вариантом 1 ГОСТ 5949-2018, +QT800 (800–950 МПа) — с вариантом 2.
ГОСТ 5949-2018, ГОСТ 25054-81 и ГОСТ 7350-77 задают один уровень закалки — 1000–1050 °C: по первым двум с охлаждением на воздухе или в масле, по ГОСТ 7350-77 — на воздухе, причём вместо закалки допускается нормализация (таблица 13). Сталь закаливается на воздухе: производители 1.4021 указывают охлаждение в масле, полимере или на воздухе. Твёрдость после закалки — около 46 HRC по данным Lucefin.
Высокий отпуск при 600–770 °C — основное состояние 20Х13 в конструкциях: он даёт сочетание прочности 650–830 Н/мм² и ударной вязкости 59–78 Дж/см² по ГОСТ 5949-2018. Данные производителя для 1.4021 показывают, как свойства зависят от температуры отпуска (таблица 10): после отпуска при 200 °C Rm около 1650 МПа при KV 25 Дж; в интервале 400–450 °C прочность почти не падает (1530 МПа), но ударная работа минимальна — 10–12 Дж; начиная с 550 °C прочность быстро снижается, а вязкость растёт — при 700 °C 600 МПа и 60 Дж.
Отпуск в интервале примерно 400–600 °C для 20Х13 не назначают: производитель 1.4021 Deutsche Edelstahlwerke (DEW) прямо рекомендует избегать 400–600 °C из-за выделения нежелательных фаз, а данные Lucefin показывают в зоне 400–450 °C минимум ударной работы. Низкий отпуск на высокую твёрдость возможен, но по ГОСТ 33260-2015 такие детали арматуры применяют только до 200 °C.
Для смягчения перед механической обработкой оба производителя 1.4021 рекомендуют мягкий отжиг при 745–825 °C с медленным охлаждением. Тонкий лист по ГОСТ 5582-75 поставляют после отжига или отпуска при 740–800 °C. Сортовой прокат по ГОСТ 5949-2018 уже термически обработан — 126–197 HB.
Критические точки приведены в таблице 11: по данным Lucefin для 1.4021 Ac1 около 790 °C, Ac3 около 850 °C, начало мартенситного превращения около 240 °C. Общая картина превращений показана на диаграмме железо–углерод, но 13 % хрома заметно сдвигают её точки, поэтому для 20Х13 она даёт лишь качественное представление.
По ГОСТ 5632-2014 среда для 20Х13 — слабоагрессивная: атмосферные осадки, водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре. Производитель 1.4021 Deutsche Edelstahlwerke указывает хорошую стойкость в умеренно агрессивных средах без хлоридов — мыла, моющие средства, органические кислоты — и в окислительной атмосфере до примерно 600 °C.
Стойкость зависит от состояния металла и поверхности:
Молибдена и азота в 20Х13 нет, поэтому её эквивалент стойкости к питтингу PRE равен содержанию хрома — 12–14 против 16–18 у 14Х17Н2 и 18–20 у AISI 304. В хлоридных средах и морской воде 20Х13 не применяют; для них выбирают стали с молибденом — AISI 316 или 10Х17Н13М2Т.
ГОСТ 33260-2015 — главный документ, задающий пределы применения 20Х13 в арматуре (таблица 7). Корпусные детали и узел затвора из проката и поковок допускаются при температуре среды от −40 до +450 °C после закалки и высокого отпуска; шпиндели и штоки — до +550 °C; болты и шпильки — от −30 до +450 °C, гайки — до +510 °C без ограничения давления. Детали затвора и втулки — от −40 до +300 °C.
Два условия стандарта важны на практике. Во-первых, детали, закалённые с низким отпуском на высокую твёрдость, применяют только до 200 °C. Во-вторых, при температуре среды от −31 до −40 °C требуется испытание на ударный изгиб с KCU не менее 30 Дж/см² — у 20Х13 с понижением температуры вязкость падает. Если арматура работает при −70 °C, выбирают 14Х17Н2, для которой ГОСТ 33260-2015 допускает от −70 °C.
20Х13 названа в ГОСТ Р 51687-2021 среди сталей для клинков столовых ножей вместе с 30Х13, 40Х13 и 420; твёрдость клинка — не менее 42 HRC. Углерода в ней меньше, чем в 30Х13 и 40Х13, поэтому твёрдость после закалки ниже (около 46 HRC у аналога 1.4021 по данным производителя), а вязкость выше. Для столовых и кухонных ножей массового производства этого достаточно; для ножей с высокой износостойкостью кромки выбирают 40Х13 или 95Х18.
В перечисленных стандартах на 20Х13 физические свойства не нормируются. В таблице 12 приведены данные производителей для аналога 1.4021: плотность 7700 кг/м³, модуль упругости 215 ГПа, теплопроводность 30 Вт/(м·К), коэффициент линейного расширения 10,5·10⁻⁶ 1/К в интервале 20–100 °C. Теплопроводность хромистой стали примерно вдвое выше, чем у аустенитной 12Х18Н10Т (около 15 Вт/(м·К)), а расширение заметно ниже (у 12Х18Н10Т — около 17·10⁻⁶ 1/К); это важно при сборке узлов из разных сталей.
20Х13 магнитится — и в отожжённом, и в закалённом состоянии. Магнитом её нельзя отличить ни от 40Х13, ни от 14Х17Н2, ни от ферритной 12Х17, ни от углеродистой стали.
Механическую обработку выполняют в отожжённом или улучшенном состоянии. Deutsche Edelstahlwerke отмечает, что обрабатываемость 1.4021 зависит от твёрдости и близка к обрабатываемости углеродистой стали той же твёрдости; для твердосплавного инструмента с покрытием производитель даёт ориентир 170–260 м/мин (меньшая скорость — при глубине резания 6 мм и подаче 0,5 мм/об, большая — при 1 мм и 0,2 мм/об). Режимы под свой станок и инструмент можно подобрать в тренажёре режимов резания.
Deutsche Edelstahlwerke рекомендует для 1.4021 медленный нагрев до 850 °C, затем быстрый до 1150–1180 °C, ковку в интервале 900–1100 °C и медленное охлаждение в печи или сухой золе; Lucefin указывает интервал горячей деформации 800–1100 °C. После ковки нужно медленное охлаждение: сталь закаливается на воздухе.
20Х13 сваривается с ограничениями: шов и околошовная зона закаливаются на воздухе. Производители 1.4021 требуют подогрева — 200–250 °C по Lucefin, 100–300 °C по Deutsche Edelstahlwerke — и обязательной термообработки после сварки: отпуск при 650 °C (DEW) или отжиг при 750 °C (Lucefin). По рекомендации DEW перед отпуском шов охлаждают ниже примерно 120 °C, чтобы прошло мартенситное превращение. Присадка — того же типа (E410/E420), если шов должен работать как основной металл, или аустенитная E309 — при сварке с другими нержавеющими сталями (по Lucefin). Защитные газы с водородом или азотом не применяют (DEW).
Для сварных конструкций без последующей термообработки выбирают аустенитные стали, например 12Х18Н10Т.
Основные области применения заданы стандартами: детали с повышенной пластичностью под ударными нагрузками — клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода; изделия для слабоагрессивных сред; лопатки паровых турбин, клапаны, болты и трубы при температурах до 500 °C (ГОСТ 5632-2014); корпусные детали, шпиндели, крепёж и втулки трубопроводной арматуры (ГОСТ 33260-2015); клинки столовых ножей (ГОСТ Р 51687-2021).
Общий принцип выбора: 20Х13 берут, когда нужна коррозионная стойкость в воде, паре, нефтепродуктах и слабых средах в сочетании с прочностью 650–830 Н/мм² и вязкостью, которую не дают 30Х13 и 40Х13. Если нужна твёрдость — выбирают 40Х13; если стойкость к хлоридам или сварка — аустенитные стали; если температура ниже −40 °C или нужна стойкость выше, чем у 13 % хрома, — 14Х17Н2.
Обе стали закаливаются и работают после отпуска, но 14Х17Н2 содержит 16–18 % хрома и 1,5–2,5 % никеля (таблица 14). По ГОСТ 5949-2018 она прочнее при том же уровне вязкости: после отпуска при 620–660 °C — σв 835 Н/мм² при KCU 75 Дж/см², тогда как у 20Х13 при KCU 78 Дж/см² прочность 650 Н/мм². После низкого отпуска 14Х17Н2 даёт 1080 Н/мм². По ГОСТ 33260-2015 её допускают в арматуре от −70 °C, 20Х13 — от −40 °C; зато верхний предел у 20Х13 выше — 450 °C для корпусных деталей против 350 °C.
20Х13 не легирована никелем; ГОСТ 5582-75 нормирует для неё свойства тонкого листа в состоянии поставки (для 14Х17Н2 — по согласованию), из неё выпускают проволоку по ГОСТ 18143-72, которой для 14Х17Н2 нет, и её поставляют в более мягком состоянии — 126–197 HB против не более 285 HB. 14Х17Н2 выбирают при повышенных требованиях к прочности, коррозионной стойкости и работе на холоде.
Теоретическая масса в таблицах 15 и 16 рассчитана при плотности 7700 кг/м³ — значении производителей для аналога 1.4021.
Круг: m = 0,0060476·d², кг/м; квадрат: m = 0,0077·a², кг/м; шестигранник: m = 0,0066684·s², кг/м; лист: m = 7,7·t, кг/м² (размеры в мм).
Пример. Круг 40 мм длиной 1 м: 0,0060476 × 40² ≈ 9,68 кг. Лист 10 мм размером 1500×6000 мм: 7,7 × 10 × 9 = 693 кг.
Да, по ГОСТ 5632-2014 это коррозионностойкая сталь мартенситного класса. Но её стойкость рассчитана на слабоагрессивные среды без хлоридов — воду, пар, атмосферу, органические кислоты, нефтепродукты. В морской воде и растворах хлоридов она корродирует.
В состоянии поставки по ГОСТ 5949-2018 — 126–197 HB, поковки по ГОСТ 25054-81 — 197–248 HB. После закалки производитель аналога 1.4021 указывает около 46 HRC; ГОСТ 5949-2018 твёрдость после закалки для 20Х13 не нормирует, а проверяет прочность и вязкость после высокого отпуска.
Углеродом: 0,16–0,25 % против 0,36–0,45 %. 20Х13 нормируется по прочности и ударной вязкости после высокого отпуска и идёт на нагруженные детали, лист, поковки, арматуру. 40Х13 нормируется по твёрдости после низкого отпуска (не менее 50 HRC) и идёт на инструмент и ножи.
С оговоркой. ASTM A276 задаёт для 420 только нижний предел углерода 0,15 %, поэтому под 420 попадают и 20Х13, и 40Х13. Точный аналог — европейская 1.4021 (X20Cr13) с углеродом 0,16–0,25 %; её производитель прямо указывает соответствие ГОСТ 20Х13.
Да, в любом состоянии — это мартенситная сталь. Поэтому магнитом её нельзя отличить от 40Х13, 14Х17Н2, 12Х17 или углеродистой стали.
С ограничениями. Шов закаливается на воздухе, поэтому нужны подогрев 100–300 °C и отпуск или отжиг после сварки; присадка — E410/E420 или аустенитная E309. Для сварных конструкций без термообработки обычно выбирают аустенитные стали.
По ГОСТ 33260-2015 корпусные детали арматуры — от −40 до +450 °C, шпиндели — до +550 °C, гайки — до +510 °C. Справочное приложение ГОСТ 5632-2014 называет 500 °C при весьма длительной работе; интенсивное окалинообразование начинается с 750 °C. Ниже −40 °C сталь не применяют — для этого есть 14Х17Н2.
По ГОСТ 5949-2018 для образцов: закалка 1000–1050 °C на воздухе или в масле, отпуск 660–770 °C (σв не менее 650 Н/мм²) или 600–700 °C (не менее 830 Н/мм²). Отпуск в интервале 400–600 °C не назначают — по данным производителей аналога 1.4021, в этой зоне выделяются нежелательные фазы и падает ударная вязкость.
Статья носит ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов. Нормы приведены по указанным стандартам; справочные данные марочников и производителей отмечены в тексте и не являются нормами. Режимы термообработки и сварки изделий назначает технолог с учётом формы и размеров детали. 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.
ООО «Иннер Инжиниринг»