Шестигранник 20Х13 жаропрочный нержавеющий – цена за кг

Мартенситная нержавеющая сталь

Закалка и прочность шестигранника из нержавейки 20Х13.

В отличие от аустенитных марок сталь 20Х13 поддаётся закалке. После нагрева до 1000–1050 °C и охлаждения на воздухе или в масле образуется мартенситная структура, которую затем отпускают. Последующий отпуск в диапазоне 660–770 °C устраняет хрупкость закалённого мартенсита, поэтому сталь воспринимает ударные нагрузки при пределе текучести от 440 МПа и временном сопротивлении от 650 МПа. Если детали требуется повышенная несущая способность, назначают отпуск при 600–700 °C с пределом текучести от 635 МПа. Закалённая резьба болтов и штуцеров не сминается при тугой затяжке ключом и не склонна к задирам, от которых часто страдают соединения из мягкой аустенитной стали.

Горячекатаный шестигранный пруток поставляют по ГОСТ 2879-2006 в отожжённом или отпущенном состоянии. В состоянии поставки твёрдость составляет 126–197 HB, поэтому заготовка легко режется на ленточнопильном станке и обтачивается резцом. Шестигранное сечение сразу задаёт грани под стандартный гаечный ключ, что исключает операцию фрезерования лысок из круглого прутка и бережёт машинное время. Притупление углов проката укладывается в нормы стандарта и не мешает надёжному захвату инструментом. Готовые точёные детали закаливают целиком, а для работы в воде и паре грани зачищают от окалины и полируют, ведь максимальную стойкость к коррозии в слабоагрессивных средах марка 20Х13 приобретает именно после термообработки и чистовой отделки.

Зарубежной парой к марке 20Х13 выступает AISI 420, в европейской нумерации обозначенная как 1.4021 или X20Cr13. Для работы в кислотах или хлоридсодержащих средах хромистый мартенситный прокат не предназначен: там применяют аустенитный шестигранник AISI 304 или отечественную сталь 12Х18Н10Т с титаном.

Отрасли и задачи

Где ставят шестигранный пруток 20Х13.

Шестигранник 20Х13 выбирают для деталей с поясом или головкой под ключ, которые работают под механической нагрузкой, давлением и гидравлическими ударами в воде, перегретом паре и маслах.

Высоконагруженные болты и шпильки под ключ

Крепёж теплообменных аппаратов, паропроводов и насосных агрегатов при затяжке ключом испытывает высокое напряжение растяжения. В отличие от стали 12Х18Н10Т термообработанная 20Х13 даёт предел текучести от 440 МПа, поэтому резьба не вытягивается и не заклинивает при монтаже. Головка болта сразу получает грани горячекатаного прутка, а стержень протачивают под резьбу.

Клапаны и сёдла гидравлических прессов

В гидросистемах высокого давления тарелки и сёдла клапанов при каждом цикле смыкаются с динамическим ударом рабочей жидкости. В приложении ГОСТ 5632-2014 среди назначений 20Х13 названы клапаны гидравлических прессов, где металлу необходима ударная вязкость после отпуска. Шестигранный пояс детали позволяет закрутить её в гидрораспределитель стандартным ключом с контролем момента.

Штуцеры и переходники высокого давления

Соединительные ниппели и переходники гидроприводов работают при скачках давления рабочей жидкости. Благодаря повышенной пластичности после термической обработки сталь 20Х13 переносит гидравлические нагрузки и пульсации в слабоагрессивных средах. При монтаже штуцер удерживают ключом за шестигранный пояс, оставленный от сечения прутка, что предотвращает прокручивание трубной линии.

Крепёж и пробки паровых турбин и котлов

Резьбовые пробки смотровых лючков, штуцеры отбора давления и крепёжные элементы котлов работают в среде пара при температурах до 500 °C. По ГОСТ 5632-2014 марка 20Х13 отнесена к жаропрочным сталям для деталей паросиловых установок. Шестигранная головка детали обеспечивает удобный захват ключом при плановом монтаже и обслуживании оборудования.

Состав и нормы

Шестигранник из нержавеющей стали 20Х13 по ГОСТ.

Горячекатаный шестигранный пруток изготавливают по ГОСТ 2879-2006, который задаёт ряд размеров под ключ, допуски, скручивание и притупление углов. Требования к марке стали, состоянию поставки и контролю механических свойств после термической обработки определяет ГОСТ 5949-2018.

Состав и свойства

Полная карточка марки

Классмартенситная хромистая, без никеля

Состав 20Х13C 0,16–0,25 · Cr 12–14 · Si ≤ 0,8 · Mn ≤ 0,8

Вариант 1, ГОСТ 5949σв ≥ 650 · σт ≥ 440 МПа · KCU ≥ 78 Дж/см²

Вариант 2, ГОСТ 5949σв ≥ 830 · σт ≥ 635 МПа · KCU ≥ 59 Дж/см²

Твёрдость в поставке126–197 HB, отожжённый или отпущенный

Импортный аналогAISI 420 · EN 1.4021 (X20Cr13)

Аустенитная маркашестигранник 12Х18Н10Т

Стандарты на шестигранник

ГОСТ 2879-2006горячекатаный шестигранник: размеры под ключ, допуски, форма ГОСТ 5949-2018сортовой нержавеющий прокат: марки, механика, отпуск ГОСТ 5632-2014марки и химический состав коррозионностойких сталей

Вопросы и ответы

Вопросы о нержавеющем шестиграннике 20Х13.

Когда калить деталь из шестигранника 20Х13, до токарной обработки или после?

Порядок обработки выбирают по требованиям к точности резьбы. В отожжённом состоянии поставки шестигранник 20Х13 имеет твёрдость 126–197 HB, заготовка легко режется и обтачивается. Если закалить деталь с готовой резьбой, термические и фазовые напряжения вызывают поводку тонких элементов, а нагрев в печи без защитной атмосферы приводит к обезуглероживанию вершин витков. Для ответственного крепежа и штуцеров пруток сначала обтачивают с припуском, затем деталь калят и отпускают на рабочую прочность, после чего нарезают резьбу и калибруют грани под ключ.

Почему высоконагруженные болты точат из шестигранника 20Х13, а не из стали 12Х18Н10Т?

По ГОСТ 5949-2018 норма предела текучести у стали 12Х18Н10Т составляет не менее 196 МПа, тогда как у 20Х13 после термической обработки этот показатель равен не менее 440 МПа для первого варианта режима и не менее 635 МПа для второго. Кроме того, аустенитные стали при тугой затяжке резьбы склонны к задирам и схватыванию. Термообработанная сталь 20Х13 сохраняет форму резьбы под высоким моментом затяжки и держит расчётное предварительное натяжение болтового соединения в воде и паре.

Какой вариант термической обработки указать в заявке на шестигранник 20Х13?

ГОСТ 5949-2018 предусматривает два варианта контроля механических свойств образцов после закалки и отпуска. Для первого варианта норма предела текучести составляет не менее 440 МПа при ударной вязкости KCU не менее 78 Дж/см², что важно для деталей гидравлических систем и клапанов под ударные нагрузки. Второй вариант ориентирован на повышенную несущую способность с пределом текучести не менее 635 МПа и временным сопротивлением от 830 МПа, что выбирают для резьбовых шпилек и болтов. Если заказчик не указал вариант в заявке, изготовитель назначает режим проверки по своему усмотрению.

Какую сталь выбрать под деталь с гранями под ключ, шестигранник 20Х13 или 40Х13?

Выбор определяет характер эксплуатационной нагрузки. В марке 20Х13 углерода меньше, поэтому после закалки с высоким отпуском она сочетает прочность с нормированной ударной вязкостью от 78 Дж/см² по ГОСТ 5949-2018. Это необходимо крепежу и деталям гидравлических клапанов, работающим при вибрации и динамических ударах. Сталь 40Х13 содержит больше углерода и после закалки приобретает повышенную твёрдость рабочей поверхности, что подходит для трения и режущих кромок, но делает металл хрупким при ударных нагрузках.

В чертеже импортного узла указан шестигранник AISI 420. Можно ли согласовать замену на 20Х13?

Замену на 20Х13 выполняют по согласованию с проектом. По химическому составу к отечественной марке близка европейская сталь 1.4021 (X20Cr13). Американский стандарт ASTM для марки AISI 420 задаёт только нижнюю границу углерода от 0,15 %, поэтому в зарубежных поставках под этим обозначением встречаются стали разной твёрдости. Для деталей гидросистем и крепежа под ударные нагрузки при согласовании замены проверяют сертификат завода, контролируя пределы углерода плавки и показатели механических испытаний после термической обработки.