Сталь 14х17н2, её характеристики и область применения

Существуют марки стали с максимально удачным соотношением легирующих компонентов и полноценную замену им трудно найти. Такими свойствами и обладает сталь 14х17н2. Ее характеристики и применение разберем ниже.

Благодаря возможности термомеханической обработки проката в большом диапазоне температур, конечные свойства подходят для изготовления многих деталей различной направленности. Но основные свойства, за которые ценится эта марка — это обладание характеристиками нержавейки: высокая прочность, жаростойкость, коррозионная стойкость. Эти параметры необходимы при изготовлении деталей, работающих при высоких температурах (в данном случае до 400 ºС).

Применение марка 14х17н2 находит при производстве:

• лопаток турбин;
• дисков;
• валов;
• втулок;
• фланцев;
• деталей компрессорных машин.

Маркировка и расшифровка

Как известно, конечные свойства изделия определяются химическим составом стали и последующей механической и/ или термомеханической обработкой. Каждый из элементов влияет на матрицу, и влияние это зависит от:

• соотношения всех элементов друг с другом;
• видов соединения, которые они образуют (карбиды, сульфиды, нитриды, оксиды и т. д.);
• места расположения карбидов в зернах металла.

Поэтому маркировка указывает на самые важные элементы, которые максимально влияют на технические характеристики и способы обработки металла. Сталь 14Х17Н2 указывает на содержание 3 основных металлов для этой марки:

1. первая цифра 14 пишется без буквенного индекса, она определяет содержание главного в любой стали — углерода;
2. второй индекс Х17 — указывает на содержание 17 % хрома;
3. третий индекс Н2 — указывает на легирование никелем в количестве 2 % от общего состава. — Остальные элементы влияют незначительно, т. к. их содержание не превышает минимального порога.

Это обозначение принято в России и регламентируется отечественными стандартами.

Аналоги

Зарубежная маркировка некоторых стран имеет принципиальное различие. Так в основных странах производителях этой марки:

Получение структуры

Марка 14х17н2 относится к хромоникелевой стали аустенитно-ферритного класса. Это сложная структура, которую приобретают сильнолегированные стали такими элементами как никель, хром, кремний. Содержание углерода 0,14-0,17 % позиционирует эти стали как среднеуглеродистые. Если можно провести аналогию по прочности, то из нелегированных сталей с таким содержанием углерода изготавливают арматуру 1-3 класса прочности.  

Но в конечном итоге, свойства, за которые цениться это сплав, определяет его структура. Если при выплавке должно обеспечиваться условие однородности расплава, отсутствием включений, небыстрым охлаждением, то дополнительные свойства изделие получает при закалке и отпуске.   

Все возможные способы обработки стали 14х17н2 определены научно-исследовательским путем и описаны в строгой последовательности в марочнике, требования по проведению процессов изложены в ГОСТах.  

Стоимость 14х17н2

На стоимость влияют не только наличие легируемых элементов, основная стоимость складывается из затрат на производство, его сложности, оборудования и дополнительных расходных материалов. Выплавке этой марки усложняется:

• Повышенным расходом кислорода, т. е. энергоносителя (чтобы большое количество элементов усвоилось с высоким процентным содержанием, расплав подвергают повышенному окислению, при котором содержание углерода снижено до 0,03-0,04 %);
• Из-за высокого содержания 3 элементов снижается коэффициент усвоения, что приводит к перерасходу сырья;
• Ni — дорогой материал, который поставляется в листах (что само по себе является полуфабрикатом);
• Применяется процедура вакуумирования, для удаления вредных газообразных элементов (О, N, Н), так как они в последствии увеличивают хрупкость, образуют флокены и вызывают ускоренное старение стали;
• Увеличение времени на охлаждение слитков, чтобы получить нужную структуру.

При дальнейшей термомеханической обработке 14х17н2 должна получить окончательные свойства. Но это также увеличивает затраты, которые неизбежно влекут повышение стоимости.

• Изделия проходят окончательную обработку закалка — охлаждение в масле, что требует расхода дорогостоящего вещества;
• При подгоне по размерах лишний слой снимается, что увеличивает расходы материала;
• Для обработки твердой стали используются режущие инструменты повышенной прочности.

 Но затраты на марку 14х17н2 оправданны ее высокими технологичными свойствами.