Сталь 20Х13 (02Х13)

Позначення

Назва	Значення
Позначення ГОСТ кирилиця	20Х13
Позначення ГОСТ латиниця	20X13
Трансліт	20H13
За хімічним елементам	20Cr13

Назва	Значення
Позначення ГОСТ кирилиця	02Х13
Позначення ГОСТ латиниця	02X13
Трансліт	02H13
За хімічним елементам	02Cr13

Опис

Сталь 20Х13 застосовується: для виготовлення лопаток парових турбін, що працюють при температурах до +580°С; клапанів, болтів і труб, деталей з підвищеною пластичністю, що зазнають ударних навантажень і працюють при температурі до 450−500 °С; виробів, що піддаються дії слабоагресивних середовищ при кімнатній температурі; суцільнокатаних кілець різного призначення; різних деталей авіабудування (карбюраторних голок, втулок, шестерень авіаційних приладів, деталей апаратури безпосереднього вприскування палива і лопаток компресорів, термічно оброблюваних на твердість HRC<35. При більш високій твёрдості лопатки компресора руйнуються від корозії під напругою); електродів типу Е-20Х13, призначених для ручного електродугового наплавлення ущільнювальних поверхонь деталей трубопровідної арматури з вуглецевих сталей по ГОСТ 380 і ГОСТ 1050 та виливків зі сталей 20Л, 25Л, 20ГМЛ по ОСТ 26-07-402.

Примітка

Хромиста Сталь корозійностійка, жаростійка мартенситного класу.
Найбільша корозійна стійкість досягається після термічної обробки (гартування з відпуском) і полірування. Рекомендована максимальна температура експлуатації протягом тривалого часу — до +500 °C.
Температура інтенсивного утворення окалини в повітряному середовищі +750 °C.

Стандарти

Назва	Код	Стандарти
Листи і смуги	В23	ГОСТ 103-2006
Сортовий і фасонний прокат	В22	ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Дріт сталевий легована	В73	ГОСТ 18143-72
Обробка металів тиском. Поковки	В03	ГОСТ 25054-81, ОСТ 5Р.9125-84, ОСТ 26-01-135-81, TУ 0306.018-80, СТ ЦКБА 010-2004
Листи і смуги	В33	ГОСТ 4405-75, ГОСТ 5582-75, ГОСТ 7350-77, TУ 14-1-2186-77, TУ 14-1-2476-78, TУ 14-1-3620-83, TУ 14-1-394-72
Стрічки	В34	ГОСТ 4986-79, ОСТ 5.9093-72
Класифікація, номенклатура і загальні норми	В30	ГОСТ 5632-72
Сортовий і фасонний прокат	В32	ГОСТ 5949-75, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73, ГОСТ 18968-73, ГОСТ 19442-74, ОСТ 1 92049-76, TУ 108.11-927-87, TУ 14-1-1404-75, TУ 14-1-2972-80, TУ 14-131-804-90, TУ 14-1-3564-83, TУ 14-1-377-72, TУ 14-1-3957-85, TУ 14-1-5038-91, TУ 14-1-655-73, TУ 14-1-95-71, TУ 14-11-245-88, TУ 14-1-1271-75
Класифікація, номенклатура і загальні норми	В20	ОСТ 1 90005-91
Болванки. Заготовки. Сляби	В21	ОСТ 1 90176-75
Болванки. Заготовки. Сляби	В31	ОСТ 108.020.03-82, ОСТ 3-1686-90, ОСТ 95-10-72, TУ 14-1-565-84
Зварювання та різання металів. Паяння, клепання	В05	ОСТ 26-07-2028-81
Термічна і термохімічна обробка металів	В04	СТП 26.260.484-2004, СТ ЦКБА 016-2005

Хімічний склад

Стандарт	C	S	P	Mn	Cr	Si	Ni	Fe	Cu	V	Ti	Mo	W
TУ 14-1-1404-75	0.16-0.25	≤0.025	≤0.03	≤0.5	12-14	≤0.6	≤0.6	Залишок	≤0.3	≤0.2	≤0.2	≤0.3	≤0.2
TУ 14-1-2476-78	0.16-0.25	≤0.025	≤0.03	≤0.8	12-14	≤0.8	≤0.6	Залишок	≤0.3	≤0.2	≤0.2	≤0.3	≤0.2
TУ 14-1-2186-77	0.16-0.24	≤0.025	≤0.03	≤0.6	12-14	≤0.6	≤0.5	Залишок	≤0.3	≤0.2	≤0.2	≤0.3	≤0.2

Fe - основа.
За ТУ 14-1-1404-75 хімічний склад наведено для марки 20Х13-Ш.
За ТУ 14-1-2186-77 для стали, виплавленої електрошлаковим переплавом зміст S ≤ 0,015%.

Механічні властивості

Перетин, мм	t отпуска, °C	s_Т\|s_0,2, МПа	σ_B, МПа	d₅, %	d₄	d	y, %	KCU, кДж/м²	HB, МПа	HRC
Заготовки перерізом 14 мм. Загартування на повітрі від 1050 °С + Відпустку
-	200	≥1300	≥1600	≥13	-	-	≥50	≥810	-	≥46
Зразок діаметром 6 мм і довжиною 30 мм Прокатаний. Швидкість деформування 16 мм/хв, швидкість деформації 0,009 1/з
-	-	≥59	≥70	≥51	-	-	≥98	-	-	-
Нормалізація при 1000-1020 °С, охолодження на повітрі + Відпустку при 730-750 °С, охолодження на повітрі (вказана температура і час теплової витримки)
-	-	≥420	≥670	≥23	-	-	≥65	-	-	-
Градація показників властивостей готових термооброблених деталей по ОСТ 1 90005-91
-	-	-	690-880	-	-	-	-	-	212-262	19-27
Перетин 14 мм. Загартування на повітрі з 1050 °С + Відпустку при 600 °С
-	-	-	-	-	-	-	-	≥710	-	-
Заготовки перерізом 14 мм. Загартування на повітрі від 1050 °С + Відпустку
-	300	≥1270	≥1460	≥14	-	-	≥57	≥980	-	≥42
Нормалізація при 1000-1020 °С, охолодження на повітрі + Відпустку при 730-750 °С, охолодження на повітрі (вказана температура і час теплової витримки)
-	-	≥500	≥690	≥20	-	-	≥62	-	-	-
Градація показників властивостей готових термооброблених деталей по ОСТ 1 90005-91
-	-	-	830-1030	-	-	-	-	-	248-302	21-33
Зразок діаметром 6 мм і довжиною 30 мм Прокатаний. Швидкість деформування 16 мм/хв, швидкість деформації 0,009 1/з
-	-	-	-	≥43	-	-	-	-	-	-
Перетин 14 мм. Загартування на повітрі з 1050 °С + Відпустку при 600 °С
-	-	-	-	-	-	-	-	≥810	-	-
Заготовки перерізом 14 мм. Загартування на повітрі від 1050 °С + Відпустку
-	450	≥1330	≥1510	≥15	-	-	≥57	≥710	-	≥45
Нормалізація при 1000-1020 °С, охолодження на повітрі + Відпустку при 730-750 °С, охолодження на повітрі (вказана температура і час теплової витримки)
-	-	≥450	≥690	≥26	-	-	≥65	-	-	-
Зразок діаметром 6 мм і довжиною 30 мм Прокатаний. Швидкість деформування 16 мм/хв, швидкість деформації 0,009 1/з
-	-	-	-	≥56	-	-	-	-	-	-
Перетин 14 мм. Загартування на повітрі з 1050 °С + Відпустку при 600 °С
-	-	-	-	-	-	-	-	≥640	-	-
Градація показників властивостей готових термооброблених деталей по ОСТ 1 90005-91
-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	38-49
Заготовки (поковки та штамповки) по ОСТ 95-10-72. Загартування в масло або на повітрі з 1000-1050 °С + Відпустку, охолодження в маслі або на повітрі (зразки)
≤200	230-370	-	-	-	-	-	-	-	-	40-48
Заготовки перерізом 14 мм. Загартування на повітрі від 1050 °С + Відпустку
-	500	≥1300	≥1510	≥19	-	-	≥54	≥750	-	≥46
Зразок діаметром 6 мм і довжиною 30 мм Прокатаний. Швидкість деформування 16 мм/хв, швидкість деформації 0,009 1/з
-	-	≥39	≥61	≥59	-	-	-	-	-	-
Нормалізація при 1000-1020 °С, охолодження на повітрі + Відпустку при 730-750 °С, охолодження на повітрі (вказана температура і час теплової витримки)
-	-	≥440	≥660	≥24	-	-	≥63	-	-	-
Перетин 25 мм. Нормалізація при 1000 °С, охолодження на повітря + Відпустку при 680-750 °С
-	-	≥540	≥700	≥21	-	-	≥62	≥760	-	-
Заготовки (поковки та штамповки) по ОСТ 95-10-72. Загартування в масло або на повітрі з 1000-1050 °С + Відпустку, охолодження в маслі або на повітрі (зразки)
≤200	680-770	≥441	≥637	≥16	-	-	≥50	≥686	196-248	-
Заготовки перерізом 14 мм. Загартування на повітрі від 1050 °С + Відпустку
-	600	≥920	≥1020	≥14	-	-	≥60	≥710	-	≥29
Зразок діаметром 6 мм і довжиною 30 мм Прокатаний. Швидкість деформування 16 мм/хв, швидкість деформації 0,009 1/з
-	-	≥21	≥31	≥84	-	-	≥100	-	-	-
Нормалізація при 1000-1020 °С, охолодження на повітрі + Відпустку при 730-750 °С, охолодження на повітрі (вказана температура і час теплової витримки)
-	-	≥380	≥630	≥23	-	-	≥63	-	-	-
Перетин 25 мм. Нормалізація при 1000 °С, охолодження на повітря + Відпустку при 680-750 °С
-	-	≥560	≥730	≥22	-	-	≥59	≥540	-	-
Заготовки (поковки та штамповки) по ОСТ 95-10-72. Загартування в масло або на повітрі з 1000-1050 °С + Відпустку, охолодження в маслі або на повітрі (зразки)
≤200	600-680	≥588	≥785	≥12	-	-	≥45	≥588	217-255	22-30
Заготовки перерізом 14 мм. Загартування на повітрі від 1050 °С + Відпустку
-	700	≥650	≥78	≥18	-	-	≥64	≥1020	-	≥20
Сортовий прокат. Нормалізація 1000-1020 °С + Відпустку 730-750 °С. При 20 °С НВ=187-217
-	-	≥510	≥710	≥21	-	-	≥66	64-171	-	-
Нормалізація при 1000-1020 °С, охолодження на повітрі + Відпустку при 730-750 °С, охолодження на повітрі (вказана температура і час теплової витримки)
-	-	≥450	≥660	≥21	-	-	≥60	-	-	-
Перетин 25 мм. Нормалізація при 1000 °С, охолодження на повітря + Відпустку при 680-750 °С
-	-	≥580	≥770	≥23	-	-	≥57	≥490	-	-
Заготовки деталей трубопровідної арматури по СТ ЦКБА 016-2005. Загартування в масло з 1000-1050 °C + Відпустку, охолодження на повітрі
≤60	280-370	1078-1274	1274-1470	3-8	-	-	-	98-392	350-400	39.6-44.5
Сортовий прокат. Нормалізація 1000-1020 °С + Відпустку 730-750 °С. При 20 °С НВ=187-217
-	-	≥390	≥540	≥18	-	-	≥66	≥196	-	-
Перетин 25 мм. Нормалізація при 1000 °С, охолодження на повітря + Відпустку при 680-750 °С
-	-	≥570	≥810	≥24	-	-	≥57	≥410	-	-
Заготовки деталей трубопровідної арматури по СТ ЦКБА 016-2005. Загартування в масло з 1000-1050 °C + Відпустку, охолодження на повітрі
≤60	600-670	≥686	≥882	≥10	-	-	≥40	≥392	269-310	29-36
Сортовий прокат. Нормалізація 1000-1020 °С + Відпустку 730-750 °С. При 20 °С НВ=187-217
-	-	≥390	≥520	≥17	-	-	≥59	≥196	-	-
Заготовки деталей трубопровідної арматури по СТ ЦКБА 016-2005. Загартування в масло з 1000-1050 °C + Відпустку, охолодження на повітрі
≤60	650-700	≥539	≥784	≥12	-	-	≥45	≥588	235-269	23.5-29
Сортовий прокат. Нормалізація 1000-1020 °С + Відпустку 730-750 °С. При 20 °С НВ=187-217
-	-	≥370	≥480	≥18	-	-	≥57	≥235	-	-
Заготовки деталей трубопровідної арматури по СТ ЦКБА 016-2005. Загартування в масло з 1000-1050 °C + Відпустку, охолодження на повітрі
≤60	700-770	≥441	≥647	≥16	-	-	≥55	≥784	197-248	-
Сортовий прокат. Нормалізація 1000-1020 °С + Відпустку 730-750 °С. При 20 °С НВ=187-217
-	-	≥350	≥430	≥33	-	-	≥75	≥245	-	-
Заготовки деталей трубопровідної арматури по СТ ЦКБА 016-2005. Загартування в масло з 1000-1050 °C + Відпустку, охолодження на повітрі
100	700-770	≥441	≥647	≥15	-	-	≥50	≥735	197-248	-
Сортовий прокат. Нормалізація 1000-1020 °С + Відпустку 730-750 °С. При 20 °С НВ=187-217
-	-	≥275	≥340	≥37	-	-	≥83	≥216	-	-
Заготовки деталей трубопровідної арматури по СТ ЦКБА 016-2005. Загартування в масло з 1000-1050 °C + Відпустку, охолодження на повітрі
300	700-770	≥441	≥647	≥13	-	-	≥45	≥490	197-248	-
Стрічка холоднокатана 0,05-2,00 мм по ГОСТ 4986-79. Відпал або відпустку при 740-800 °C (зразки)
0.2-2	-	-	≥490	-	≥16	-	-	-	-	-
0.2	-	-	≥490	-	≥8	-	-	-	-	-
Листовий гарячекатаний (1,5-3,9 мм) і холоднокатаний (0,7-3,9 мм) прокат по ГОСТ 5582-75. Відпал або відпустку при 740-800 °C
-	-	-	≥490	≥20	-	-	-	-	-	-
Листовий гарячекатаний (4,0-50,0 мм) і холоднокатаний (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Загартування на повітрі від 1000-1050 °C + Відпустку 680-780 °C, охолодження на повітрі або в печі
-	-	≥375	≥510	≥20	-	-	-	-	-	-
Поковки. Без термообробки
100-200	-	≥400	≥630	≥16	-	-	≥42	-	-	-
200-400	-	≥400	≥630	≥14	-	-	≥40	-	-	-
400-1000	-	≥400	≥630	≥14	-	-	≥40	-	-	-
100	-	≥400	≥630	≥17	-	-	≥45	-	-	-
Поковки. Загартування в масло з 1000-1050 °C + Відпустку при 630-650 °C, охолодження на повітрі
≤60	-	≥540	≥687	≥15	-	-	≥50	≥589	217-269	-
60-100	-	≥540	≥687	≥14	-	-	≥45	≥540	217-269	-
Поковки. Загартування на повітрі або в масло з 1000-1050 °C + Відпустку при 660-770 °C, охолодження на повітрі, у воді або маслі
≤60	-	≥441	≥647	≥16	-	-	≥55	≥785	197-229	-
100-300	-	≥441	≥647	≥13	-	-	≥45	≥490	197-229	-
1000	-	≥441	≥588	≥14	-	-	≥40	≥383	-	-
60-100	-	≥441	≥647	≥15	-	-	≥50	≥736	197-229	-
Дріт в стані поставки по ГОСТ 18143-72 (відносне подовження, % при розрахунковій довжині зразка 100 мм зазначено дл я дроту 1-го класу, в дужках - для 2-го класу)
1-6	-	-	540-780	-	-	≥20 (≥14)	-	-	-	-
1-6	-	-	980-1320	-	-	-	-	-	-	-
Дріт в стані поставки. Відпал або відпустку при 740-800 °C
1-6	-	-	490-780	-	≥14	-	-	-	-	-
Прутки та смуги гарячекатані і ковані по ГОСТ 18968-73. Нормалізація або гартування при 1000-1050 °С, охолодження на повітрі або в маслі + Відпустку при 660-770 °C, охолодження на повітрі
	-	490-655	≥670	≥18	-	-	≥50	≥686	207-241	-
Прутки, оброблені на задану міцність (ТП) за ГОСТ 18907-73
≥5	-	-	510-780	-	-	≥14	-	-	-	-
Сортовий прокат гарячекатаний і кований по ГОСТ 5949-75. Загартування в масло або на повітрі з 1000-1050 °C + Відпустку, охолодження на повітрі або в маслі
	600-700	≥635	≥830	≥10	-	-	≥50	≥588	-	-
	660-770	≥440	≥650	≥16	-	-	≥55	≥784	-	-
Сортовий прокат гарячекатаний і кований по СТП 26.260.484-2004. Загартування в масло з 1000-1050 °C + Відпустку, охолодження на повітрі
	660-770	≥450	≥660	≥16	-	-	≥55	≥784	-	-
	250-300	≥1200	≥1400	≥15	-	-	≥40	≥490	-	-
Фасонні прутки (г/к, х/к і х/т - для лопаток парових турбін; х/к і х/т - для зв'язку лопаток парових турбін) по ГОСТ 19442-74. Загартування на повітрі або в масло з 1000-1050 °C + Відпустку при 660-770 °C, охолодження на повітрі (вказана категорія міцності)
	-	490-656	617-784	≥18	-	-	≥50	≥686	207-241	-
	-	686-882	833-980	≥15	-	-	≥50	-	255-302	-
Штампування по ОСТ 1 90176-75. Загартування в масло або на повітрі з 1050 °C + Відпустку при 600-700 °С, охолодження на повітрі або в маслі
	-	≥638	≥834	≥10	-	-	≥50	≥588	241-341	-

Опис механічних позначень

Назва	Опис
s_Т\|s_0,2	Межа плинності або межа пропорційності з допуском на залишкову деформацію - 0,2%
σ_B	Межа короткочасної міцності
d₅	Відносне подовження після розриву
d₄	Відносне подовження після розриву
d	Відносне подовження після розриву
y	Відносне звуження
KCU	Ударна в'язкість
HB	Твердість по Брінеллю
HRC	Твердість по Роквеллу (індентор алмазний, сфероконический)

Фізичні характеристики

Температура	Е, ГПа	G, ГПа	r, кг/м³	l, Вт/(м · °С)	R, НОм · м	a, 10^-6 1/°С	С, Дж/(кг · °С)
0	218	86	7670	-	588	-	-
20	218	-	7670	23	588	-	-
100	214	84	7660	26	653	102	112
200	208	80	7630	26	730	112	117
300	200	78	7600	26	800	115	123
400	189	73	7570	26	884	119	127
500	181	69	7540	27	952	122	132
600	169	63	7510	26	1022	128	137
700	-	-	7480	26	1102	128	147
800	-	-	7450	27	-	128	-
900	-	-	-	28	-	-	155
1000	-	-	-	-	-	13	-
1100	-	-	-	-	-	-	159

Опис фізичних позначень

Назва	Опис
Е	Модуль нормальної пружності
G	Модуль пружності при зсуві крученням
r	Щільність
l	Коефіцієнт теплопровідності
R	Уд. електроопір
a	Коефіцієнт лінійного розширення
С	Питома теплоємність

Технологічні властивості

Назва	Значення
Зварюваність	Обмежено зварювана. Способи зварювання: РДС, АДС під флюсом, АрДС і КТС. Підігрівання й термообробка застосовуються в залежності від методу зварювання, виду і призначення конструкції.
Склонность к отпускной хрупкости	Схильна.
Температура кування	Початку - 1250 °C, кінця - 850 °C. Перерізу до 150 мм охолоджуються на повітрі, 150-400 мм необхідний низькотемпературний відпал з одним переохолодженням.
Флокеночутливість	не чутлива.
Оброблюваність резаньем	В загартованому та відпущеному стані при НВ 241 та ... =730 МПа Kn тб.спл.=0,7 Kn б.ст.=0,45. Для поліпшення оброблюваності та отримання твердості НВ ≤ 240 заготовки піддають відпалу при 740-780 °C протягом 1-3 год з охолодженням на повітрі.
Макроструктура і забрудненість	Макроструктура стали повинна бути без слідів усадкової раковини, розшарувань, сторонніх включень.
Особливості термічної обробки	Вироби зі сталі можна піддавати загартуванню, відпуску, відпалу. Загартування і відпуск виробів проводять для досягнення: а) максимальної корозійної стійкості; б) заданого рівня механічних властивостей. Загартування виробів із сталі проводять в масло з 1000-1050 °С. Час витримки при нагріванні під загартування для виробів з товщиною стінки або діаметром до 10 мм - 20 хв, понад 10мм-20 хв + 1 хв на 1 мм максимальної товщини. Зварні вироби зі сталі 20X13 перед нагріванням під загартування піддають відпалу при 700 °С, витримка 1-2 ч. Відразу після гарту (щоб уникнути мимовільного розтріскування) вироби з сталей мартенситного класу необхідно піддати відпустки. Максимальні міцнісні властивості вироби набувають після відпустки по режиму: підігрів до 250-300 °С, витримка 1-3 год, охолодження на повітрі. Максимальну корозійну стійкість і пластичність вироби набувають після відпустки по режиму: нагрів до 700-750 °С, витримка - 20 хв + 1 хв на 1 мм максимальної товщини металу, але не менше 40 хв, охолодження в маслі. Пом'якшувальної термічною обробкою є відпал при 750-850 °С з охолодженням з піччю до 500 °С. Не допускається проводити відпустку при 450-550 °С, так як це призводить до зниження ударної в'язкості. Заготовки для поліпшення механічної оброблюваності піддають проміжного відпалу при 600-760 °С протягом 2-4 ч. Зварні вузли і вироби зі сталі 20X13 для підвищення корозійної стійкості піддають відпалу по режиму: нагрів до 700-750 °С, витримка - 1 год, охолодження на повітрі. Для отримання показників механічних властивостей і твердості, встановлених СТ ЦКБА 010 і для досягнення максимальної корозійної стійкості, деталі (заготовки) арматури повинні піддаватися загартуванню і відпустці. Нагрів деталей (заготовок) в інтервалі температур від 500 °С до 800 °С повинен проводитися зі швидкістю не більше 200 °С в годину. В інтервалі температур 750 - 800 °С необхідно дати витримку до повного прогріву садки. Подальший нагрів до температури загартування проводиться по потужності печі. Для деталей товщиною (діаметром до 120 мм швидкість нагріву не лімітується і витримка при температурі 750 °С до 800 °С не проводиться. Деталі, що входять у вузли тертя і ущільнення затвора трубопровідної арматури, можуть піддаватися поверхневого гартування з нагріванням струмами високої частоти (ТВЧ) з метою підвищення твердості при одночасному збереженні високих механічних властивостей в серцевині деталі. Поверхневе загартування з нагріванням ТВЧ застосовується для деталей товщиною (діаметром) не менше 15 мм і проводиться тільки після попередньої поліпшує термічної обробки на твердість до 36,5 HRC.