8 800 333 6983
Сталь 22К — предназначение и характеристики
14.12.2024 | Статьи

Сталь 22К — предназначение и характеристики

Сталь 22К — это легированная конструкционная сталь, отличающаяся повышенной прочностью и износостойкостью. Она широко используется в машиностроении, приборостроении и других отраслях, где требуется сочетание прочности, жаростойкости и сопротивляемости коррозии. Данная статья посвящена детальному обзору свойств, области применения и особенностей стали 22К.

Механические свойства

Сталь 22К отличается повышенной прочностью, износостойкостью и усталостной прочностью. Высокие показатели прочности достигаются за счет легирования хромом и ванадием, которые формируют твердую карбидную фазу. Значения предела текучести и предела прочности стали 22К значительно выше, чем у углеродистых сталей, что делает ее пригодной для деталей с высокими нагрузками. Важно отметить, что эти значения зависят от конкретного режима термической обработки.

Жаростойкость и коррозионная стойкость

Несмотря на то, что сталь 22К не является коррозионностойкой в агрессивных средах, она обладает повышенной стойкостью к коррозии в атмосферных условиях, благодаря легированию хромом. Также, благодаря специфической структуре, сталь 22К демонстрирует удовлетворительные показатели жаростойкости при температурах до 500°C, что делает ее пригодной для использования в условиях умеренных температурных нагрузок.

Область применения

Сталь 22К используется для изготовления деталей машин, работающих в условиях повышенных нагрузок, трения и износа. В частности, это детали шестерен, валов, подшипников скольжения, кронштейнов и других ответственных узлов машин. Наиболее часто сталь 22К применяется в машиностроении, где требуется высокая прочность и износостойкость, например, в подшипниках скольжения, детали кованых мостов. Также сталь 22К используется в инструментах.

Химический состав и характеристики

Сталь 22К — это конструкционная сталь, в состав которой входят железо, углерод, марганец, кремний, хром и ванадий. Соотношение легирующих элементов обуславливает её особые механические и физические характеристики. Микроструктура стали 22К в зависимости от технологии термической обработки может быть ферритной, феррито-перлитной или перлитной. Это существенно влияет на её свойства, и выбор оптимального режима термической обработки является важным этапом при производстве деталей из стали 22К.

Характеристики стали 22К опубликованы в ГОСТ 2250-2017 «ПРОКАТ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ ИЗ НЕЛЕГИРОВАННОЙ И ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ДЛЯ КОТЛОВ И СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ».

Химический состав

Марка сталиМассовая доля элементов, %
CSiMNSPCrNiCuMoV
Не более
22К0,19-0,260,17-0,400,70-1,000,0250,0350,300,300,300,080,05

Примечания:

  • массовая доля остаточного мышьяка (As) в стали 22К не должна превышать 0,08%;
  • массовая доля остаточного азота (N) в стали марок 22К должна быть не более 0,008%, а при выплавке стали в электропечах - не более 0,012%.

Механические свойства

Механические свойства стали 22К в зависимости от температуры испытания
Температура испытания, °Сσ0,2 (МПа)σв(МПа)δ5 (%)ψ %KCU (Дж /см2)
      Листы толщиной 30-70 мм горячекатаные
20245-295500-52022-2650-6183-113
100225-275460-490--69
200215-265---39-108
300215-235---22-103
400225450-470-59-6349-76
500195280-31019-2960-6844-60
600110-130135-165 20-34 66-68 53-71
  Листы толщиной 30-70 мм, нагрев 930 °С, выдержка 2 ч, охлаждение со скоростью 80-100 град/ч. Отпуск 600-650 °С, охлаждение 50 град/ч 
20225-245460-47031-3661-66118-157
200185-215390-43026-2764-65206-235
300165-185390-43025-2759-62216-284
400155-16539027-2973-75127-186
500135-145255-26528-3180-82688-108
600110 160 33-4187-8806-255
Образец прокатанный толщиной 6 мм, длиной 30 мм. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,09 1/с.
70081 1205790-
80056724963-
90049846086-
100045595986-
1100264275100-
Механические свойства 22К при испытании на длительную прочность
Температура испытания, °СПредел ползучести, МПаСкорость ползучести %/чПредел длительной прочности, МПа, не менееДлительность испытания, чТемпература, °С
4001321/10000013910000 450
4002081/1000098100000450
450631/10000059100000500
450941/1000047100000525
Ударная вязкость стали 22К KCU, (Дж/см2)
Т= +20 °СТ= -20 °СТ= -40 °СТермообработка
118-157 77-113 11-138 Листы толщиной 30-70 мм, нагрев 930 °С, выдержка 2 ч, охлаждение 80-100 град/ч, отпуск 600-650 °С, охлаждение 50 град/ч 
Предел текучести σ0,2, МПа
Температура испытания
200250300320350
215205190185175

Физические свойства

Физические свойства стали 22К
T (Град)E 10- 5 (МПа)a 10 6 (1/Град)l (Вт/(м·град))r (кг/м3)C (Дж/(кг·град))R 10 9 (Ом·м)
202.1151.77859173
1002.0811.75517834470219
2002.0512.248.57803483292
300212.844.47770381
4001.9113.242.77736525487
5001.813.539.37699571601
6001.6513.8535.67659758
70014.631.97617925
80012.725.976241094
90012.426.476001135
100013.427.775481167
110014.228.574961194
120014.829.81219

Технологические свойства

КовкаТемпература ковки, °С: начала 1280, конца 700. Сечения до 400 мм – воздушное охлаждение
Температура критических точекAc1 = 724 , Ac3(Acm) = 845 , Ar3(Arcm) = 815 , Ar1 = 682
Термическая обработкаНормализация 940 - 960oC, Отпуск 630 - 650oC, Охлаждение воздух, 65 oC/ч.
СвариваемостьОграниченно свариваемая. Способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой – рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Электрошлаковая сварка – требуется последующая термообработка.
ФлокеночувствительностьНе чувствительна
Склонность к отпускной хрупкостиНе склонна