Сталь 20Х3МВФ применяется для изготовления роторов, дисков, поковок, болтов, труб высокого давления для химической аппаратуры и гидрогенизационных установок, специального крепежа и других деталей, работающих при температурах до +540-560 °С, деталей трубопроводов с закалкой в масло и отпуском на воздухе, труб для установок химических и нефтехимических производств с условным давлением Ру=19,6-98 МПа (200-1000 кгс/см2), азотированных деталей авиастроения.Примечание Сталь цементируемая перлитного класса. Температура интенсивного окалинообразования +600 °С.
ГОСТы и ТУ на сталь 20Х3МВФ
ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент"; ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент."; ГОСТ 14955-77 "Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия."; ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент."; ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент."; ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент."; ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент."; ГОСТ 8559-75 "Сталь калиброванная квадратная. Сортамент."; ГОСТ 8560-78 "Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент."; ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент."; ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент."; ТУ 14-11-245-88 "Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия.";
Химический состав стали 20Х3МВФ
C
Cr
Cu
Mn
Mo
Ni
P
S
Si
V
W
0,15-0,23
2,8-3,3
≤0,20
0,25-0,5
0,35-0,55
≤0,30
≤0,030
≤0,025
0,17-0,37
0,6-0,85
0,3-0,5
Механические свойства стали 20Х3МВФ
Механические свойства при 20°С
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91
321-415
31,0-43,5
302-363
28,0-39,0
Заготовки деталей трубопроводной арматуры. Закалка в масло от 1030-1080 °C (выдержка 2,5-4,5 ч в зависимости от толщины и массы заготовки) + Отпуск при 660-700 °C, охлаждение на воздухе
≤25
735-835
≥880
≥12
≥40
≥588
277-321
≤400
640-735
≥735
≥13
≥40
≥490
248-293
Закалка в масло с 1030-1060 °C + Отпуск при 660-700 °C
Поковки (вал ротора)
620-650
730-750
11-13
32-40
392-491
Прутки, полосы
≤25
≥750
≥900
≥12
≥40
≥589
Сортовой прокат. Закалка в масло с 1030-1060 °С + Отпуск при 660-700 °С, охлаждение на воздухе
≤90
≥735
≥880
≥12
≥40
≥579
Трубы бесшовные для химических и нефтехимических производств в состоянии поставки (указано направление вырезки образца)
Поперечный
Образец
≥490
≥784
≥12
≥490
241-285
Продольный
Образец
≥490
≥784
≥14
≥590
241-285
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка в масло с 1030-1060 °C + Отпуск при 660-700 °C (выдержка 1 ч), охлаждение на воздухе
Образец
≥735
≥883
≥12
≥40
≥588
285-331
Механические свойства при повышенных температурах
Состояние поставки
Сечение ,мм
tисп. ,°C
tотпуск ,°C
St|S0,2 ,МПа
sB ,МПа
d5 ,%
d4
d
d10
y ,%
KCU, кДж/м2
HB
HRC
HRB
HV
HSh
Диски диаметром 600-1000 мм, толщиной 100-150 мм. Закалка в масло с 1050 °С + Отпуск при 700 °С (образцы тенгенциальные)
20
730-810
870-910
13
45-50
200
700
780
12
55
300
700
780
10
39
400
660
720
10
33
500
580-610
600-630
44-52
550
510-550
530-560
10-12
44
580
480-500
490-540
11
27-40
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с
1000
≥49
≥72
≥56
≥100
1050
≥31
≥49
≥58
≥100
1100
≥22
≥45
≥66
≥100
1150
≥15
≥26
≥77
≥100
1200
≥17
≥27
≥79
≥100
Поковка ротора 47 т., диаметр бочки 965-1075 мм. Нормализация при 1050 °С + Закалка в масло с 1000 °С + Отпуск при 670 °С, охлаждение с печью до 150 °С далее на воздухе (образцы тангенциальные)
20
590-690
690-780
12-18
41-68
300
510-600
600-680
11-15
54-61
400
500-590
550-560
13-16
57-65
500
450-570
470-570
15-20
69-72
550
400-510
410-520
12-21
65-80
600
340-450
360-460
18-23
70-84
Механические свойства при испытании на длительную прочность
Предел ползучести, МПа
Скорость позучести, %/ч
Температура испытания, °C
Предел длительной прочности, МПа
Длительность испытания, ч
Температура отпуска, °C
177
1/10000
500
333
10000
500
147
1/100000
500
294
100000
500
127
1/10000
550
196
10000
550
98
1/100000
550
157
100000
550
49
1/100000
580
137
10000
580
98
100000
580
Физические свойства стали 20Х3МВФ
Температура испытания, °С
0
20
100
200
300
400
500
600
700
800
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)
207
207
204
200
193
186
182
117
171
164
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)
Плотность (r, кг/м3)
7800
7800
7690
7660
7620
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С))
38,5
36
33
32
31
30
29
29
Уд. электросопротивление (R, НОм · м)
398
465
544
640
743
859
982
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)
10,6
11,5
11,8
12,1
12,6
12,6
13
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))
502
560
610
650
710
710
750
Технологические параметры 20Х3МВФ
Обрабатываемость резаньем
В отожженном состоянии при НВ 157 sВ=530 МПа Kn тв.спл.=1.5 Kn б.ст.=1.1