Сталь 25Х1МФ

Сталь 25Х1МФ: характеристики, свойства и применение
Общая характеристика
Сталь 25Х1МФ — легированная конструкционная теплоустойчивая сталь перлитного класса. Относится к хромомолибденованадиевым сталям, предназначенным для работы при повышенных температурах (до 540–560 °C). Широко применяется в энергетическом машиностроении, нефтехимической и газовой промышленности для изготовления высоконагруженных деталей, работающих в условиях ползучести и термических циклов.
Расшифровка марки
Обозначение «25Х1МФ» отражает химический состав:

• 25 — содержание углерода около 0,25 % (точнее 0,22–0,29 %);
• Х1 — массовая доля хрома около 1 % (0,9–1,2 %);
• М — наличие молибдена (Mo) в количестве 0,25–0,35 %;
• Ф — наличие ванадия (V) в количестве 0,15–0,30 %.

Химический состав (по ГОСТ 20072‑74)
Основные элементы и их содержание:

• углерод ©: 0,22–0,29 %;
• кремний (Si): 0,17–0,37 %;
• марганец (Mn): 0,40–0,70 %;
• хром (Cr): 0,90–1,20 %;
• молибден (Mo): 0,25–0,35 %;
• ванадий (V): 0,15–0,30 %;
• сера (S): ≤ 0,025 %;
• фосфор (P): ≤ 0,030 %;
• никель (Ni): ≤ 0,30 %;
• медь (Cu): ≤ 0,20 %.

Механические свойства (после закалки и высокого отпуска)
Типовые показатели для прутка диаметром 25 мм:

• предел текучести (σт​): ≥ 735 МПа;
• временное сопротивление разрыву (σв​): ≥ 880 МПа;
• относительное удлинение (δ5​): ≥ 14 %;
• относительное сужение (ψ): ≥ 50 %;
• ударная вязкость (KCU): ≥ 69 Дж/см²;
• твёрдость по Бринеллю (HB): 235–277 МПа;
• модуль упругости (E): ~210 ГПа;
• плотность: ~7,85 г/см³.

Физико‑механические особенности

• Температура ковки: начало — 1200 °C, конец — 800 °C. Охлаждение замедленное (в яме или печи) для предотвращения трещин.
• Критические точки:
• Ac1​=760 ∘C;
• Ac3​=840 ∘C;
• Ar3​=780 ∘C;
• Ar1​=680 ∘C.
• Склонность к отпускной хрупкости: умеренная (требуется контроль режимов отпуска).
• Флокеночувствительность: повышенная (требует особого режима охлаждения после ковки).

Технологические свойства

• Свариваемость: ограниченно свариваемая. Для получения качественных сварных соединений необходимы:
• предварительный подогрев до 200–300 °C;
• последующая термообработка (отпуск при 680–720 °C).
• Допустимые способы сварки: РДС (ручная дуговая), АДС под флюсом, ЭШС (электрошлаковая). КТС (контактная) возможна без ограничений.
• Обрабатываемость резанием: в нормализованном и отпущенном состоянии при HB 235–277 коэффициент обрабатываемости Kυ б.ст.​=0,7.
• Прокаливаемость: высокая (благодаря комплексному легированию), обеспечивает однородные свойства в сечениях до 60 мм.

Термообработка
Основные режимы:

1. Закалка: нагрев до 880–900 °C с охлаждением в масле.
2. Высокий отпуск: нагрев до 660–700 °C с последующим охлаждением на воздухе или в печи (зависит от требований к детали).
3. Нормализация: нагрев до 950–970 °C с охлаждением на воздухе (используется для улучшения структуры перед механической обработкой).

Температурный диапазон эксплуатации
Сталь работоспособна в интервале от −40 °C до +560 °C (длительно). При температурах выше 560 °C происходит ускоренное разупрочнение и снижение длительной прочности.
Виды поставки (по ГОСТ)
Сталь 25Х1МФ выпускается в следующих формах:

• сортовой прокат (круг, квадрат);
• калиброванный пруток;
• поковки и кованые заготовки;
• горячекатаные полосы;
• заготовки для труб.

Сферы применения
Благодаря высокой теплостойкости и прочности сталь 25Х1МФ используется для изготовления:

• роторов, дисков, валов паровых и газовых турбин;
• крепёжных деталей (шпилек, болтов, гаек) для паропроводов и турбин;
• фланцев и корпусных деталей арматуры высокого давления;
• деталей компрессоров и нагнетателей;
• элементов котлов и теплообменного оборудования;
• осей и шестерён для работы при повышенных температурах;
• деталей нефтеперерабатывающего оборудования;
• компонентов энергоблоков ТЭС и АЭС;
• заготовок для трубопроводной арматуры.

Ограничения:

• не рекомендуется для сварных конструкций без термообработки;
• ограничена в применении при температурах выше 560 °C для длительно работающих деталей;
• требует строгого соблюдения режимов термообработки для достижения заданных свойств;
• нуждается в защите от коррозии в агрессивных средах (низкая коррозионная стойкость).

Преимущества

• высокая длительная прочность при повышенных температурах (до 560 °C);
• хорошая прокаливаемость благодаря комплексному легированию;
• устойчивость к ползучести;
• удовлетворительная ударная вязкость после термообработки;
• возможность получения высоких механических свойств в крупных сечениях (до 60 мм);
• умеренная стоимость (по сравнению с высоколегированными теплостойкими сталями).

Недостатки

• ограниченная свариваемость (требует подогрева и последующей термообработки);
• повышенная чувствительность к концентраторам напряжений;
• склонность к образованию флокенов при ковке;
• сложность обработки в закалённом состоянии;
• необходимость строгого контроля режимов термообработки;
• низкая коррозионная стойкость (требуется защитное покрытие).

Аналоги и заменители
Российские аналоги:

• сталь 20Х1М1Ф1БР (с добавлением бора и ниобия, выше теплостойкость);
• сталь 20Х1М1Ф1ТР (с титаном и бором, улучшенная структура);
• сталь 15Х1М1Ф (с пониженным содержанием углерода, выше пластичность).

Зарубежные аналоги:

• Германия (DIN): 21CrMoV5‑7 (1.7709);
• США (AISI): A193 B7 (для крепежа), A182 F22 (для арматуры);
• Евросоюз (EN): 1.7709;
• Япония (JIS): SCM421.

Заключение
Сталь 25Х1МФ — важнейший материал для производства высоконагруженных теплостойких деталей в энергетическом и тяжёлом машиностроении. Её ключевые достоинства — сочетание длительной прочности, теплостойкости и прокаливаемости при умеренной стоимости.
При правильном применении и строгом соблюдении технологических режимов термообработки сталь 25Х1МФ обеспечивает:

• надёжную работу деталей при температурах до 560 °C;
• высокую сопротивляемость ползучести;
• длительный ресурс эксплуатации в условиях циклических нагрузок.

Однако сложность сварки и необходимость тщательного контроля режимов термообработки требуют высокой квалификации персонала. При соблюдении всех технологических требований сталь 25Х1МФ остаётся одним из предпочтительных материалов для критически важных узлов энергетического оборудования, где требуется сочетание прочности, теплостойкости и долговечности.

Мы предлагаем купить крепеж из стали 25Х1МФ, на нашем сайте с доставкой по Москве и всей России, по выгодным ценам.