Распространенные марки сталей в ТПА

• 40ХНМЛ
  Хладностойкая модифицированная литая сталь, применяется для арматурного литья.
  Одним из важнейших результатов модифицирования является повышение жидкотекучести стали. Повышение жидкотекучести улучшает качество поверхности отливок. Одновременно отмечено улучшение механической обрабатываемости отливок.
• 12Х18Н9ТЛ
  Сталь для отливок легированная с особыми свойствами.
  Применение: сталь жаростойкая до 750 °С, жаропрочная при температуре до 600 °С, коррозионностойкая, аустенитного класса.
  Режимы термической обработки материала: pакалка 1050 - 1100°C, охлаждение в воде, масле или на воздухе.
  Ограниченно свариваемая: сварка возможна при подогреве до 100-120°C и последующей термообработке.
• 08ГДНФЛ
  Сталь для отливок легированная.
  Применение: ответственные детали, к которым предъявляются требования высокой вязкости и достаточной прочности, работающие при температурах от -60 до +350°С.
  Свариваемость: без ограничений - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки.
  Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
• 20Л
  Заменитель: 25Л, 30Л.
  Сталь для отливок нелегированная.
  Применение: шаботы, арматура, фасонные отливки деталей общего машиностроения, изготовляемые методом выплавляемых моделей, детали сварно-литых конструкций и другие детали, работающие при температуре от -40 до +450°С.
  Свариваемость: без ограничений.
  Флокеночувствительность: не чувствительна.
  Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
• 45Л
  Заменитель: 35Л, 55Л, 50Л, 40Л.
  Сталь для отливок нелегированная
  Применение: детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и высокого сопротивления износу и работающие под действием статических и динамических нагрузок.
  Свариваемость: трудносвариваемая - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300°С при сварке, термообработка после сварки.
  Флокеночувствительность: не чувствительна.
  Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
• 40ХЛ
  Заменитель: 30ГСЛ, 35ГСЛ
  Сталь для отливок легированная.
  Применение: детали, требующие повышенной твердости, а также фасонные отливки небольших размеров сложной конфигурации, изготовляемые по выплавляемым моделям.
  Свариваемость: ограниченно свариваемая.
  Флокеночувствительность: малочувствительна.
  Склонность к отпускной хрупкости: склонна.
30ХНМЛ
Сталь для отливок легированная.
Применение: ответственные нагруженные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности и достаточной вязкости, работающие под действием статических и динамических нагрузок при температуре до 400°С.
• 20ХЛ
  Сталь для отливок легированная
  Применяется: для изготовления отливок 1, 2, 3 групп деталей трубопроводной арматуры повышенной прочности в северном исполнении с испытанием ударной вязкости при температуре эксплуатации KCU-50≥200 кДж/м² (2,0 кгс·м/см²), температурах рабочей среды от -50 до +450 °С без ограничения номинального рабочего давления.
  Свариваемость – сварка допустима, рекомендуется последующая термообработка.
  Обрабатываемость резанием – удовлетворительная.
• 10Х18Н12МЗТЛ
  Свариваемость: сварка допустима, рекомендуется последующая термообработка.
  Обрабатываемость резанием: плохая.
• 20ХГСЛ
  Низколегированная хромокремнемарганцевая литейная сталь.
  Обладают повышенной прочностью и упругостью.
  Назначение: применяется для изготовления корпусов задвижек запорной арматуры.
• 5ХНМЛ
  Применяется для изготовления фасонных отливок различного технического назначения.
  Сталь относиться к классу инструментальных сталей.
  Дополнительная теплостойкость стали обеспечивается легированием вольфрамом, молибденом, хромом, ванадием, иногда кобальтом.
  Важные свойства – устойчивость к образованию поверхностных трещин при многократных теплосменах (разгаростойкость).
  Свариваемость: не применяется для сварных конструкций.
  Склонность к отпускной способности: не склонна
  Флокеночувствительность: чувствительна.
• 5ХНВЛ
  Сталь легированная применяется для изготовления молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов массой падающих частей до 3 т; цельнокатаных колец различного назначения.

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь обыкновенного качества изготовляется по ГОСТ 380-71; качественная, выплавляемая в основных конверторах, мартеновских и электрических печах, — по ГОСТ.

В первом случае углеродистая сталь подразделяется на три группы: А, Б и В.
• Стали группы А применяются, как правило, для неответственных деталей: ограждения, перила и т.д.
• Стали группы Б и В необходимы для нагруженных деталей.

Ввиду более низкой стоимости стали группы А более распространены в промышленности.

Для изготовления деталей арматуры наиболее часто используют углеродистые стали марок 20Л, 25Л и 35Л. Широкое применение при рабочей температуре до 425° С и рабочем давлении до 6,4 МПа имеет сталь 25Л-П для особо ответственных изделий. Целесообразно применение  25Л-Ш в том случае, если требуется гарантировать определенные показатели ударной вязкости.

Углеродистые стали хорошо ведут себя при низких температурах: спокойная до -40^оС, кипящая — до -30^оС. С повышением температуры (выше 300^оС) механические свойства углеродистой стали стремительно снижаются, поэтому сталь обыкновенного качества обычно применяют до 425^оС.

Для ответственных объектов, например, в атомной энергетике, углеродистая сталь в трубопроводной арматуре применяется только для температур до 350^оС с целью обеспечения высокой надежности функционирования системы.

Стальная арматура идеально подходит для трубопроводов, в которых проводятся вода, пар, нефтепродукты, иногда – кислые и щелочные среды. 

Производство ТПА из углеродистой стали сегодня - достаточно выгодное дело, т.к. данный материал отличается сравнительно небольшой стоимостью, но при этом обладает высокой твердостью и прочностью по сравнению с другими конструкционными материалами. 

Легированная сталь

Применение легированной стали позволяет экономить металл, а также повысить износостойкость и долговечность изделий.

По назначению легированные стали делятся на группы:
• конструкционная,
• инструментальная,
• сталь с особыми физическими и химическими свойствами.

В легированной стали, наряду с обычными примесями, имеются легирующие элементы, такие как: хром, вольфрам, молибден, никель, кремний и марганец. Такая сталь обладает высокоценными свойствами, которых не имеет углеродистая сталь.

Влияние легирующих элементов на свойства стали:
• хром повышает твердость, коррозионностойкость;
• никель повышает прочность, пластичность, коррозионностойкость;
• вольфрам увеличивает твердость и красностойкость, т.е. способность сохранять при высоких температурах износостойкость;
• ванадий - повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию;
• кобальт - повышает жаропрочность, магнитопроницаемость;
• молибден - увеличивает красностойкость, прочность, коррозионностойкость при высоких температурах;
• марганец - при содержании свыше 1 процента увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок;
• титан - повышает прочность, сопротивление коррозии;
• алюминий - повышает окалиностойкость;
• ниобий - повышает кислотостойкость;
• медь - уменьшает коррозию.

Каждая легирующая добавка имеет свое буквенное обозначение: Н — никель, Х — хром, Г — марганец, С — кремний, В — вольфрам, Ф — ванадий, М — молибден, Д — медь, К — кобальт, Б — ниобий, Т — титан, Ю — алюминий, Р — бор, А — азот.

Выделяют три вида легированной стали. Это различие проводят по степени легированности: низколегированная (до 2,5%,), среднелегированная (от 2,5 до 10%) и высоколегированная (более 10%).

Классификация стали осуществляется либо по структуре, либо по назначению. По назначению: конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами, то есть электротехнические, нержавеющие, жаропрочные и др.

Достоинства легированных сталей:
• высокие показатели сопротивления металла пластическим деформациям;
• высокий запас вязкости и сопротивление хладноломкости, и как следствие, надежность.

Недостатки:
• сталь склонна к образованию флокенов. Причина их появления – выделение водорода, растворенного в металле.

Высоколегированная сталь

К высоколегированным относят стали, суммарный состав легирующих элементов в которых составляет не менее 10%, при этом содержание одного из компонентов - не менее 8%.  Содержание железа должно составлять не менее 45%. В высоколегированных сталях общее содержание легирующих элементов на уровне от 8 до 65%. В соответствии с ГОСТ 5632-61 насчитывают более 100 марок высоколегированных деформируемых сталей и сплавов.

В основном это стали, обладающие повышенной коррозионной стойкостью или жаростойкостью. Так как данный тип металла устойчив к химической, электрической и межкристаллитной коррозии,  он часто используется в производстве деталей, которые длительное время находятся в условиях высоких температур (до 600 С) – лопатки турбин, диски компрессоров, клапаны и пр.

При соответствующем легировании и термической обработке стали обладают высокой коррозионной стойкостью в газовой среде, в водных растворах кислот, щелочей и в жидкометаллических средах.