ГОСТ 20072-74 Сталь теплоустойчивая. Технические условия

Статус на 2024 год Действует

Область применения

Настоящий стандарт распространяется на легированную теплоустойчивую сталь перлитного и мартенситного классов горячекатаную и кованую диаметром или толщиной до 200 мм, калиброванную, изготовляемую в прутках, полосах и мотках.

Сталь предназначается для изготовления деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 600 °C в течение длительного времени.

В части норм химического состава стандарт распространяется на слитки, все виды проката, поковки и штамповки.

Показатели технического уровня, установленные настоящим стандартом, предусмотрены для высшей и первой категорий качества.

	Марки стали	C (Углерод)	Si (Кремний)	Mn (Марганец)	P (Фосфор)	S (Сера)	Cr (Хром)	Mo (Молибден)	Ni (Никель)	V (Ванадий)	Ti (Титан)	Cu (Медь)	W (Вольфрам)	B (Бор)	Fe (Железо)
	20Х1М1Ф1ТР	0,17 - 0,24	< 0,37	< 0,5	< 0,03	< 0,03	0,9 - 1,4	0,8 - 1,1	< 0,3	0,7 - 1	0,05 - 0,12	< 0,2	< 0,02	< 0,005	остальное

Классификация

По видам обработки сталь подразделяют на:

Горячекатаную;
Кованую;
Калиброванную;
Калиброванную шлифованную.

По состоянию материала сталь подразделяют:

Без термической обработки;
Термически обработанную - Т;
Нагартованную - Н (для калиброванной стали).

В зависимости от назначения горячекатаная и кованая сталь подразделяются на подгруппы:

а - для горячей обработки давлением;
б - для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и другой обработки по всей поверхности);
в - для холодного волочения (подкат).

Назначение стали (подгруппа) должно быть указано в заказе.

Примеры условных обозначений

Сталь горячекатаная квадратная, со сторонами квадрата 30 мм, обычной точности проката В по ГОСТ 2591-88 марки 20Х3МВФ, для горячей обработки, без термической обработки:

КвадратВ30 ГОСТ 2591-88/20Х3МВФ-а ГОСТ 20072-74

Сталь горячекатаная полосовая, толщиной 36 мм, шириной 90 мм, по ГОСТ 103-76 марки 20Х1М1Ф1БР-Ш, для холодной механической обработки, термически обработанная:

Полоса36х90 ГОСТ 103-76/20Х1М1Ф1БР-Ш-6-Т ГОСТ 20072-74

Сталь калиброванная круглая диаметром 25 мм, класса точности 4, ГОСТ 7417-75, марки 12Х1МФ, качество поверхности группы В, нагартованная:

Круг25-4 ГОСТ 7417-75/12Х1МФ-В-Н ГОСТ 20072-74

Технические требования

Легированную теплоустойчивую сталь изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

Марки и химический состав стали должны соответствовать указанным в табл. 1.

Массовая доля серы и фосфора в стали высшей категории качества должна быть на 0,005 % меньше значений, приведенных в таблице 1.

В готовом прокате и изделиях при соблюдении норм механических свойств и других требований настоящего стандарта допускаются отклонения по химическому составу, не превышающие норм, указанных в табл. 2.

Горячекатаную и кованую сталь перлитного класса изготовляют термически обработанной (отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском) или без термической обработки.

По соглашению между потребителем и изготовителем сталь перлитного класса может изготовляться после закалки с высоким отпуском.

Горячекатаную и кованую сталь мартенситного класса изготовляют термически обработанной (отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском).

Таблица 2 - Допустимые отклонения по химическому составу

Наименование элемента	Верхняя предельная массовая доля элемента, %	Допускаемое отклонение, %
Углерод	По таблице 1	± 0,01
Кремний	То же	± 0,02
Марганец	То же	± 0,02
Хром	Менее 1,0	± 0,02
Хром	1,0 - 5,0	± 0,05
Хром	Более 5,0	± 0,1
Молибден	Менее 1,0	± 0,02
Молибден	1,0 и более	± 0,05
Вольфрам	Менее 1,0	± 0,05
Вольфрам	1,0	± 0,1
Ванадий	По таблице 1	± 0,02
Титан	То же	± 0,02
Ниобий	То же	± 0,02
Сера	То же	+ 0,005
Фосфор	То же	+ 0,005

Калиброванную сталь изготовляют термически обработанной или нагартованной (за исключением стали марки 20Х3МВФ).

Твердость горячекатаной и кованой отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском стали, должна соответствовать нормам, указанным в таблице 3.

Таблица 3 - Твердость

Марка стали		Диаметр отпечатка, мм, не менее	Число твердости, НВ, не более
Новое обозначение	Старое обозначение	Диаметр отпечатка, мм, не менее	Число твердости, НВ, не более
12Х1МФ	12ХМФ	4,1	217
20Х1М1Ф1ТР	ЭП182	4,0	229
20Х1М1Ф1БР	20ХМФБР, ЭП44	4,0	229
25Х1МФ	эи10	4,0	229
20ХЗМВФ	ЭИ415, ЭИ579	3,7	269
15X5	Х5	4,1	217
12Х8ВФ	1Х8ВФ	4,1	217
12МХ	-	4,1	217
15Х5М	Х5М	4,1	217

Нормы твердости горячекатаной и кованой термически обработанной стали марки 18Х3МВ, а также калиброванной и калиброванной шлифованной термически обработанной или нагартованной стали устанавливаются по согласованию между потребителем и изготовителем.

Твердость калиброванной термически обработанной стали марки 25Х1МФ должна быть не более 255 НВ (диаметр отпечатка не менее 3,8 мм).

На поверхности горячекатаных и кованых прутков, предназначенных для горячей обработки давлением и холодного волочения (подгруппы а и в), местные дефекты должны быть удалены пологой вырубкой или зачисткой, ширина которой должна быть не менее пятикратной глубины.

Глубина зачистки дефектов не должна превышать следующих величин:

8 % размера (диаметра или толщины) - для размеров св. 140 до 200 мм;
5 % размера (диаметра или толщины) - для размеров св. 40 до 140 мм;
Суммы предельных отклонений - для размеров 40 мм и менее.

Глубина зачистки дефектов считается от фактического размера.

На поверхности прутков допускаются без зачистки отдельные риски, отпечатки и рябизна в пределах половины суммы предельных отклонений, а также волосовины глубиной, не превышающей 1/4 суммы предельных отклонений.

По соглашению между потребителем и изготовителем круглые прутки изготовляются с обточенной или ободранной поверхностью.

На поверхности горячекатаных и кованых прутков, предназначенных для холодной механической обработки (подгруппы б), местные дефекты не допускаются, если их глубина превышает:

3/4 суммы предельных отклонений - для размеров до 80 мм;
4 % размера (диаметра или толщины) - для размеров св. 80 до 150 мм;
5 % размера (диаметра или толщины) - для размеров св. 150 мм.
Глубина залегания дефектов считается от номинального размера.

Качество поверхности калиброванной стали должно соответствовать требованиям ГОСТ 1051-73 для группы В, калиброванной шлифованной - для групп Б и В.

Прутки и полосы должны быть ровно обрезаны. При резке на прессах, ножницах и под молотами допускаются смятые концы и заусенцы.

По требованию потребителя заусенцы должны быть зачищены.

Горячекатаная, кованая и калиброванная сталь, предназначенная для осадки, горячей высадки и штамповки, должна быть испытана на осадку в горячем состоянии.

На осаженных образцах не должно быть надрывов и трещин.

Механические свойства стали должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.

Таблица 4 - Механические свойства

Марка стали		Рекомендуемый режим термической обработки				Механическое свойство
Новое обозначение	Старое обозначение	Закалка, нормализация, отжиг		Отпуск или старение		Предел текучести σ_т, Н/мм² (кгс/мм²)	Временное сопротивление σ_в, Н/мм² (кгс/мм²)	Относительное удлинение δ₅, %	Относительное сужение поперечного сечения Ψ, %	Ударная вязкость KCU. Дж/см² (кгс · м/см²)
Новое обозначение	Старое обозначение	Температура нагрева, ºС	Среда охлаждения	Температура нагрева, ºС	Среда охлаждения	не менее
12МХ	-	Нормализация 910 - 930	Воздух	670 - 690	Воздух	235 (24)	410 (42)	21	45	59 (6)
12Х1МФ	12ХМФ	Нормализация 960 - 980	Воздух	700 - 750	Воздух	255 (26)	470 (48)	21	55	98 (10)
20Х1М1Ф1ТР	ЭП182	Закалка 970 - 990	Масло	680 - 720	Воздух	665 (68)	780 (80)	15	50	59 (6)
20Х1М1Ф1БР	20ХМФБР	Вариант 1	-	680 - 720	Воздух	665 (68)	780 (80)	15	50	59 (6)
20Х1М1Ф1БР	ЭП44	Закалка 970 - 990	Масло	Выдержка 6 ч	Воздух	665 (68)	780 (80)	14	50	59 (6)
20Х1М1Ф1БР	ЭП44	Вариант 2-Нормализация 1030 - 105Р	Воздух	Ступенчатый отпуск 600/3 ч 700 - 720/6 ч	Воздух	665 (68)	780 (80)	14	50	59 (6)
25Х1МФ	ЭИ10	Закалка	Воздух	Ступенчатый отпуск 600/3 ч 700 - 720/6 ч	Воздух	665 (68)	780 (80)	14	50	59 (6)
25Х1МФ	ЭИ10	I вариант 880 - 900	Масло	640 - 660	Воздух	735 (75)	880 (90)	14	50	59 (6)
25Х1МФ	ЭИ10	II вариант 930 - 950	Масло	620 - 660	Воздух	665 (68)	780 (80)	16	50	59 (6)
18Х3МВ	ЭИ578	Закалка 950 - 970	Масло	660 - 680	Воздух	440 (45)	640 (65)	18	-	118 (12)
20Х3МВФ	ЭИ415 ЭИ579	Закалка 1030 - 1060	Масло	660 - 700	Воздух	735 (75)	880 (90)	12	40	59 (6)
15X5	Х5	Отжиг 840 - 860	С печью	-	-	165 (17)	390 (40)	24	50	98 (10)
15Х5М	Х5М	То же	То же	-	-	215 (22)	390 (40)	22	50	118 (12)
15Х5ВФ	Х5ВФ	»	»	-	-	215 (22)	390 (40)	22	50	118 (12)
12Х8ВФ	1Х8ВФ	»	»	-	-	165 (17)	390 (40)	22	50	98 (10)

Примечания:

Нормы механических свойств относятся к образцам, отобранным от прутков диаметром или толщиной до 90 мм включ. При испытании прутков диаметром или толщиной свыше 90 до 150 мм допускается понижение относительного удлинения на 2 абс. %, относительного сужения на 5 абс. %, и ударной вязкости на 10 отн. % по сравнению с нормами, указанными в таблице 4. Для прутков диаметром или толщиной 151 мм и выше допускается понижение относительного удлинения на 3 абс. %, относительного сужения на 10 абс. % и ударной вязкости на 15 отн. %. Нормы механических свойств прутков диаметром или толщиной свыше 90 мм, перекатанных или перекованных на круг или квадрат размером 90 мм, должны соответствовать требованиям таблице 4;

Вариант термической обработки и механических свойств (1 или 2) стали марки 25Х1МФ оговаривается в заказе;

Ударная вязкость определяется по требованию потребителя;

Сталь марки 20Х1М1Ф1БР (ЭП44) обрабатывается по режиму термообработки вариант 1;

В случае получения неудовлетворительных свойств металла по варианту термообработки 1 допускалось до 1 января 1987 г. принимать металл по режиму термообработки варианта 2.

В стали высшей категории качества ограничивается временное сопротивление разрыву: минимальное допустимое значение должно соответствовать значениям, указанным в таблице 4, а максимальное не должно быть больше минимального на 196 Н/мм² (20 кгс/мм²).

Для стали марки 12Х1МФ высшей категории качества временное сопротивление разрыву установить в пределах 470 - 640 Н/мм² (48 - 65 кгс/мм²), а предел текучести не менее 275 Н/мм² (28 кгс/мм²).

Макроструктура стали должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 5.

Таблица 5 - Требования к макроструктуре стали

Способ выплавки стали	Макроструктура в баллах, не более
Способ выплавки стали	Центральная пористость	Точечная неоднородность	Ликвационный квадрат	Общая пятнистая ликвация
Открытая выплавка	2	2	2	2
Метод электрошлакового переплава	1	1	1	1

Примечание: в стали, полученной методом электрошлакового переплава, допускается послойная кристаллизация и светлый контур не более балла 3 по ГОСТ 10243-75.

Макроструктура не должна иметь усадочной раковины, подусадочной ликвации, рыхлоты, газовых раковин, трещин, флокенов, шлаковых включений, заворота корочки, видимых без увеличительных приборов.

По требованию потребителя сталь изготовляют:

С травленой поверхностью;
С суженными пределами по содержанию углерода против указанных в таблице 1;
С нормированной чистотой стали, предназначенной для изготовления крепежных деталей, по волосовинам, выявляемым на поверхности деталей у потребителя магнитным методом, в соответствии с требованиями таблицы 6.

Таблица 6 - Нормы чисоты стали

Общая площадь контролируемой обработанной поверхности детали, см²	Количество волосовин, шт, не более		Максимальная длина волосовин, мм, не более	Суммарная протяженность волосовин, мм, не более
	Металл открытой выплавки	Металл электрошлакового переплава	Максимальная длина волосовин, мм, не более	Металл открытой выплавки	Металл электрошлакового переплава
До 50	2	1	3	5	3
Св. 50 до 100	3	2	3	8	5
» 100 » 200	4	2	4	10	6
» 200 » 300	8	4	5	20	10
» 300 » 400	8	4	5	20	10
» 400 » 600	10	5	6	40	24
» 600 » 800	10	5	6	40	24
» 800 » 1000	12	6	7	50	30

Примечание: на каждые последующие 200 см² контролируемой поверхности готовых деталей, площадь которых превышает 1000 см², допускается дополнительно не более одной волосовины протяженностью не более указанной для площади 1000 см², с соответствующим увеличением суммарной протяженности волосовин.

с нормированной характеристикой длительной прочности σ₁₀₀ не менее 343 Н/мм² (35 кгс/см²) при температуре 550 °C для стали марки 20Х3МВФ;
с нормированной величиной зерна, которая должна быть не крупнее номера 5 по ГОСТ 5639-82;
с контролем на загрязненность неметаллическими включениями для стали, предназначенной для изготовления крепежных деталей;
с контролем на внутренние дефекты металла методом ультразвукового контроля (УЗК);
с контролем механических свойств, определяемых на образцах, отобранных от термически обработанных заготовок указанного в заказе размера, но не более 100 мм.

Примечание: требования по подпункту а, нормы при испытании стали по подпунктам е, ж, и з, а также методы контроля чистоты стали на загрязненность волосовинами и УЗК (подгруппы в и ж) устанавливаются соответствующей документацией, утвержденной в установленном порядке или по соглашению между потребителем и изготовителем.

Рекомендации по применению, ориентировочные рабочие температуры и продолжительность работы, а также справочные характеристики ползучести и длительной жаропрочности стали приведены в приложении 1 и приложении 2.

Полный текст ГОСТ 20072-1974 в прикрепленном pdf-файле

Скачать ГОСТ 20072-74

ГОСТ 20072-1974 в pdf