Все о стали марки 13ХФА

Знать все о стали 13ХФА полезно тем, кто собирается приобретать металлические заготовки и изделия из них. В этом случае точно пригодятся сведения о составе, характеристиках и расшифровке марки.

Марка стали 13ХФА раскрывается как конструкционный материал легированного типа. Встречающееся в ряде источников написание 13ХФ – не аналог, а точно тот же сплав, только названный немного иначе. Доля углерода на максимуме достигает 1,4%. Ключевым легирующим элементом выступает хром. Литера «Ф» в обозначении вещества соответствует по устоявшейся традиции ванадию. Буква «А» добавляется в том случае, когда хотят подчеркнуть особенно высокое качество продукта. Минимальное содержание углерода равно 1,25%. А также в составе этой стали могут присутствовать:

• максимум 0,45% марганца;
• не более 0,4% кремния;
• не более 0,7% хрома;
• максимум 0,35% никеля;
• до 0,25% ванадия;
• не более 0,015% серы и фосфора;
• максимум 0,25% меди;
• 0,02-0,05% алюминия;
• приблизительно 96% железа;
• 0,11-0,17% углерода.

Для стали 13ХФА заявлен модуль упругости 2,1 МПа (при комнатной температуре). Если металл прогрет до 900 градусов и выше, этот показатель уменьшается до 1,89 МПа. При обычных условиях плотность сплава по ГОСТ составляет 7680 кг на 1 м3. Это позволяет очень легко вычислить массу листа металла определенного размера при заданной толщине. Заявлено удельное электрическое сопротивление 109 Ом.

По своей структуре сталь 13ХФА проста. В ней есть как феррит, так и перлит. В основном составляющие ее частицы отличаются округлой формой. Направленность частиц в сторону вероятной деформации означает высокую механическую стойкость. Класс прочности по техническим условиям — К52.

Прочие важные параметры:

• ударная вязкость равна 0,196 МДж/м2;
• краткосрочная прочность не ниже 502 и не выше 686 МПа;
• достижимый предел текучести 353-519 МПа в зависимости от условий;
• относительное удлинение, не приводящее к разрушению материала, равно 25%;
• способность переносить сильное охлаждение и нагрев длительное время (не более –60 и +40 градусов соответственно);
• минимальная подверженность износу;
• пригодность для контакта с жидкостями, нагретыми до 40 градусов;
• отменная сопротивляемость возникновению как сульфидных, так и водородных трещин;
• способность труб из этого материала противостоять внутреннему давлению до 7400 КПа включительно.

Зарубежные подобия такой стали неизвестны. Но можно ориентироваться на сплавы с идентичным классом прочности (К52), что позволяет компенсировать отсутствие прямых импортных заменителей. В российской практике подходящими альтернативами являются:

• 09СФА;
• 15ХФА;
• 20ХФА.

В основном такой сплав отпускают на выпуск деформируемых в горячем состоянии труб с высокой коррозионной стойкостью. Типично для этих труб изготовление по бесшовной методике. Потом их отпускают для сооружения нефтепроводов и газопроводов. Популярность такого варианта применения продукции из 13ХФА связана с:

• хладостойкостью;
• низкотемпературностью вязко-хрупкого периода;
• отличной сопротивляемостью химическому разложению;
• малой растрескиваемостью;
• стабильностью свойств в широком температурном диапазоне.

Трубы из 13ХФА могут иметь длину 4-12,5 м. Помимо них, из этой стали делают арматуру, включая и различные фланцы. Эта арматура также уходит преимущественно в нефтегазовую отрасль. Такие изделия находят применение и на магистральных, и на технологических коммуникациях.

Для стали 13ХФА типична высокая свариваемость. Но есть и определенные ограничения при такой работе. Помимо ручной дуговой сварки, варить ее можно и автоматически (под слоем защитного флюса). Допускается при использовании стали 13ХФА:

• разрезание механическими приспособлениями в продольном или поперечном сечении;
• ковка;
• инструментальная обработка.

Закалочные структуры при сварке появятся обязательно. Потому следует всячески избегать сильного перегрева, чтобы размер зерен не увеличивался. Сплав следует варить электродами:

• ОММ-5;
• СМ-5;
• ЦМ-7;
• КПЗ-32Р;
• ОМА-2;
• СМ-11;
• УОНИ-13/45.

Сварочный ток подбирают с учетом марки и сечения электродов. Напряжение в дуге ограничивают уровнем 40 В. Темп сварки составляет от 13 до 30 м (в пересчете на 60 минут). Ковка проводится при температуре от 860 градусов. Сварщики должны сами решать, будут ли они прогревать металл и заниматься его последующей термообработкой. Прихватки должны соответствовать толщине обрабатываемого материала. При самой сварке прихватки до конца переплавляют, чтобы в них не появлялись трещины. Автоматические методики сваривания подразумевают использование заходных и выходных планок.

ЦМ-7 хорошо подходят для скоростной сварки в нижнем положении. При их использовании выделяется достаточно шлаков и газов, чтобы надежно защитить рабочую зону от посторонних воздействий. СМ-11 надо применять, если соединение должно иметь высокую пластичность и ударную вязкость. Еще их рекомендуют для наиболее ответственных конструкций, применяемых при низкой температуре воздуха. Такие электроды серии СМ подразумевают использование переменного либо постоянного электротока обратной полярности.

Такой же ток подается при применении электродов ОМА-2. Они позволяют варить металл в любом возможном положении. Обрабатываемые листы могут иметь толщину от 0,1 до 0,3 см. Перед сваркой показана часовая прокалка металла при 120 градусах. Наконец, если используют УОНИ 13/45, то нужно:

• вести любой шов, кроме вертикального, сверху вниз;
• работать в проветриваемых местах или на открытом воздухе (в связи с присутствием фтора);
• тщательно прочищать соединяемые поверхности;
• делать широкий шов и поддерживать жидкую фазу в ванне насколько возможно долго.