Москва
Каталог
Жаропрочная сталь марки 45Х14Н14В2М: свойства, состав и применение
Сталь 45Х14Н14В2М — это высоколегированная жаропрочная дисперсионно-твердеющая сталь аустенитного класса, предназначенная для изготовления ответственных деталей, работающих при температурах до 650°C. Благодаря уникальному сочетанию химического состава и технологических свойств, материал широко применяется в машиностроении, энергетике и других отраслях, где требуется высокая прочность, коррозионная стойкость и термостойкость.
Краткое описание марки 45Х14Н14В2М
Марка 45Х14Н14В2М (ЭИ69) относится к группе высоколегированных жаропрочных сталей, обладающих аустенитной структурой. Основное назначение — производство поковок, элементов трубопроводов, клапанов двигателей и других изделий, эксплуатируемых в условиях длительного воздействия высоких температур и агрессивных сред. Сталь характеризуется высокой прочностью, хорошей пластичностью, устойчивостью к ползучести и коррозии, а также способностью сохранять механические свойства при температурных нагрузках до 650°C.
Нормативный документ
- ГОСТ 5949–75 — основной стандарт, регламентирующий химический состав, механические и физические свойства, а также требования к сортаменту и поставке стали 45Х14Н14В2М.
Расшифровка маркировки
- 45 — среднее содержание углерода (0,32–0,4%) в сотых долях процента;
- Х14 — содержание хрома около 14%;
- Н14 — содержание никеля около 14%;
- В2 — содержание вольфрама около 2%;
- М — наличие молибдена.
Данная система маркировки позволяет быстро определить основные легирующие элементы и их концентрацию, что важно для подбора материала под конкретные эксплуатационные условия.
Химический состав
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод (C) | 0,32–0,4 |
| Кремний (Si) | 0,17–0,37 |
| Марганец (Mn) | 0,5–0,8 |
| Медь (Cu) | до 0,3 |
| Мышьяк (As) | до 0,08 |
| Никель (Ni) | до 0,3 |
| Сера (S) | до 0,04 |
| Фосфор (P) | до 0,035 |
| Хром (Cr) | до 0,25 |
Высокое содержание хрома и никеля обеспечивает отличную коррозионную стойкость и жаропрочность, а добавки вольфрама и молибдена повышают сопротивление ползучести и длительной прочности.
Механические свойства
| Показатель | Значение | Условия |
|---|---|---|
| Предел текучести (sT), МПа | 315 | Отпуск 810–830°C, воздух |
| Предел прочности (sв), МПа | 710 | То же |
| Относительное удлинение (d5), % | 20 | То же |
| Относительное сужение (y), % | 35 | То же |
| Ударная вязкость (KCU), кДж/м² | 35 | То же |
| Твердость по Бринеллю (HB), МПа | 197–285 | Отжиг |
| Предел выносливости (гладкие образцы), МПа | 289 | 107 циклов |
| Предел выносливости (с надрезом), МПа | 323 | 107 циклов |
Сталь сохраняет высокие показатели прочности и пластичности даже после длительной эксплуатации при высоких температурах.
Физические характеристики
| Температура, °C | Плотность, кг/м³ | Уд. сопротивление, Ом·м | Модуль упругости, МПа | Теплопроводность, Вт/(м·°C) | Коэф. линейного расширения, 10-6 1/°C | Уд. теплоёмкость, Дж/(кг·°C) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 8000 | 8,15×10-7 | 2,08×105 | 14 | — | — |
| 100 | — | 8,75×10-7 | 1,96×105 | 16 | — | — |
| 200 | 7930 | 9,45×10-7 | 1,90×105 | 17 | 17 | — |
| 300 | — | 1,00×10-6 | 1,81×105 | 19 | — | 507 |
| 400 | 7840 | 1,06×10-6 | 1,73×105 | 20 | 18 | 511 |
| 500 | — | 1,10×10-6 | 1,66×105 | 21 | — | 523 |
| 600 | 7760 | 1,14×10-6 | 1,57×105 | 22 | 18 | 528 |
| 700 | — | 1,17×10-6 | 1,49×105 | 24 | — | — |
| 800 | 7660 | — | 1,41×105 | — | 19 | — |
Такие характеристики обеспечивают стабильную работу изделий из стали 45Х14Н14В2М в условиях высоких температур и термических циклов.
Технологические особенности
Термообработка
- Отпуск: 810–830°C, охлаждение на воздухе.
Ковка
- Температура начала ковки: 1160°C, окончания — 850°C.
- Охлаждение: на воздухе в штабелях.
- Максимальный размер сечения: до 300 мм.
Свариваемость
- Сталь относится к трудно свариваемым.
- Рекомендуемые способы: ручная дуговая сварка (РДС), контактная точечная сварка (КТС).
- Для снятия напряжений требуется последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
- Коэффициент относительной обрабатываемости (Ku): 0,7 для твердых сплавов, 0,25 для быстрорежущей стали.
- Твердость в закаленном состоянии: 210 HB.
- Предел прочности: 700 МПа.
Области применения
Сталь 45Х14Н14В2М востребована в следующих отраслях:
- Энергетика — детали паровых и газовых турбин, элементы котлов, трубопроводы высокого давления.
- Машиностроение — крепежные детали, клапаны двигателей внутреннего сгорания, детали, работающие при высоких температурах и нагрузках.
- Химическая промышленность — аппараты и трубопроводы, эксплуатируемые в агрессивных средах.
- Авиация и космос — жаропрочные элементы конструкций, работающие в условиях термических циклов.
Основные типы изделий: поковки, прутки, калиброванный прокат, элементы трубопроводов, клапаны, крепеж.
Аналоги марки в других странах
| Страна | Стандарт | Аналог |
|---|---|---|
| Англия | BS | 331S42 |
| Венгрия | MSZ | SZ8 |
| Польша | PN | 4H14N14W2M |
| США | — | S66009 |
| Франция | AFNOR | Z35CNWS14-14 |
| Чехия | CSN | 17322 |
| Япония | JIS | SUH31 |
При подборе зарубежных аналогов важно учитывать различия в химическом составе и требованиях стандартов.
FAQ — часто задаваемые вопросы
1. Можно ли использовать сталь 45Х14Н14В2М для сварных конструкций?
Сталь относится к трудно свариваемым. Для сварки рекомендуется использовать РДС или КТС с обязательной последующей термообработкой для снятия внутренних напряжений и предотвращения образования трещин.
2. Какой максимальный температурный режим эксплуатации?
Детали из стали 45Х14Н14В2М могут длительно работать при температурах до 650°C без существенной потери механических свойств.
3. Какие основные преимущества по сравнению с другими жаропрочными сталями?
Высокая прочность и пластичность при высоких температурах, отличная коррозионная стойкость, устойчивость к ползучести и длительной прочности, а также хорошая технологичность при термообработке и ковке.
4. Какие зарубежные аналоги наиболее близки по свойствам?
Наиболее близкими аналогами являются S66009 (США), Z35CNWS14-14 (Франция), SUH31 (Япония), 331S42 (Англия). При выборе аналога рекомендуется сверять химический состав и механические свойства по стандартам.
5. Какова обрабатываемость стали 45Х14Н14В2М резанием?
Обрабатываемость резанием средняя: коэффициент Ku составляет 0,7 для твердых сплавов и 0,25 для быстрорежущей стали. Для повышения стойкости инструмента рекомендуется использовать современные режущие материалы и охлаждающие жидкости.
Заключение
Сталь 45Х14Н14В2М — оптимальный выбор для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких температур и агрессивных сред. Если вы ищете поставщика или хотите получить консультацию по наличию и сортаменту, оставьте заявку на сайте компании «ОборонСпецСплав» — менеджеры помогут подобрать материал и оформить заказ в кратчайшие сроки.