25.03.2025
Термическая обработка стали 20Х13
Сталь 20Х13 – это высококачественный мартенситно-фенолитный нержавеющий сплав, обладающий отличной коррозионной стойкостью, умеренной твердостью и хорошей обрабатываемостью. Однако для получения оптимальных эксплуатационных характеристик изделий из стали 20Х13 крайне важно провести правильную термическую обработку.
Завод ТермоПресс предлагает комплексные услуги по термической обработке стали 20Х13, позволяющие достичь идеального баланса между прочностью, пластичностью и устойчивостью к коррозии.
При производстве изделий из стали 20Х13 даже незначительные технологические погрешности приводят к образованию внутренних напряжений, ухудшению микроструктуры и снижению коррозионной стойкости. Наши заказчики часто сталкиваются с проблемами неравномерного нагрева, неправильной выдержкой и неконтролируемым охлаждением, что приводит к снижению эксплуатационных свойств материала и увеличению затрат на ремонт. Мы предлагаем индивидуальный подход к каждому заказу, разрабатывая оптимальные режимы термической обработки, что гарантирует стабильное качество, высокую долговечность изделий и снижение производственных потерь.
Значение термической обработки стали 20Х13
Сталь 20Х13 широко применяется в производстве медицинских инструментов, кухонной утвари, различных деталей оборудования и архитектурных конструкций, где важны не только механические характеристики, но и коррозионная стойкость. Правильная термическая обработка позволяет улучшить зернистость, снизить остаточные напряжения и обеспечить однородность свойств по всей массе заготовки, что особенно важно для изделий, работающих в агрессивных средах.
Технологический процесс термической обработки стали 20Х13
Процесс обработки стали 20Х13 состоит из нескольких ключевых этапов, каждый из которых влияет на конечные свойства материала. Ниже приведены основные этапы и их технологическое значение.
Отжиг
Отжиг применяется для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости стали. Материал нагревают до температуры 680–720 °C, выдерживают до достижения равномерного распределения тепла и медленно охлаждают в печи. Это подготавливает заготовку к следующим этапам обработки.
Нормализация
Нормализация способствует формированию однородной мелкозернистой структуры. Сталь 20Х13 нагревают до 720–760 °C, выдерживают 15–20 минут и охлаждают на воздухе, что обеспечивает равномерное распределение зерен и улучшает пластичность материала.
Закалка
Закалка является ключевым этапом для повышения твердости стали 20Х13. Нагрев проводится до 750–780 °C с выдержкой 10–15 минут, после чего заготовку быстро охлаждают в масле или специальной охлаждающей среде. Резкое охлаждение приводит к образованию мартенситной структуры, что значительно повышает прочность, однако может увеличить хрупкость.
Отпуск
Для снижения хрупкости после закалки сталь 20Х13 подвергают отпуску. Материал нагревают до 500–540 °C, выдерживают около 1 часа и медленно охлаждают. Отпуск позволяет снизить остаточные напряжения, улучшить ударную вязкость и обеспечить оптимальное сочетание прочности и пластичности.
Дополнительные режимы
В зависимости от требований конечного изделия могут применяться специализированные режимы, позволяющие корректировать свойства поверхности или всей детали:
- Низкий отпуск (до 250 °C) – для минимального снятия напряжений без существенного снижения твердости;
- Средний отпуск (до 500 °C) – для повышения вязкости при циклических нагрузках;
- Высокий отпуск (до 600 °C) – для оптимального сочетания прочности и пластичности при ударных нагрузках.
Таблица режимов термической обработки стали 20Х13
| Этап обработки | Температура (°C) | Выдержка | Метод охлаждения | Цель процесса |
| Отжиг | 680 – 720 | 1–1,5 часа | Медленное охлаждение (в печи) | Снятие внутренних напряжений, улучшение обрабатываемости |
| Нормализация | 720 – 760 | 15–20 минут | Охлаждение на воздухе | Формирование однородной зернистой структуры |
| Закалка | 750 – 780 | 10–15 минут | Быстрое охлаждение (в масле) | Образование мартенситной структуры, повышение твердости |
| Отпуск | 500 – 540 | ~1 час | Медленное охлаждение | Снижение хрупкости, балансировка механических свойств |
| Доп. режимы | Низкий: до 250; Средний: до 500; Высокий: до 600 | По требованиям | Контролируемое охлаждение | Корректировка свойств под конкретное назначение изделия |
Температура критических точек стали 20Х13
| Показатель | Температура (°C) |
| Ac1 | 650 – 660 |
| Ac3 | 720 – 730 |
| Ar3 | 610 – 620 |
| Ar1 | 580 – 590 |
| Mn | 280 – 290 |
Характеристика ударной вязкости стали 20Х13
| Температурный режим | Ударная вязкость, KCU (Дж/см²) |
| При +20°C | 72 – 78 |
| При -20°C | 65 – 71 |
| При -40°C | 59 – 65 |
| При -60°C | 53 – 59 |
| При -80°C | 47 – 53 |
Предел выносливости (усталости) стали 20Х13
| Режим обработки | Предел выносливости, σ‑1 (МПа) |
| Отжиг + Нормализация | 280 – 320 |
| Закалка + Отпуск | 320 – 360 |
Прокаливаемость и твердость стали 20Х13
| Расстояние от торца (мм) | Твердость HRC (приблизительно) |
| 1.5 | 55 – 60 |
| 3 | 53 – 58 |
| 4.5 | 51 – 56 |
| 6 | 49 – 54 |
| 9 | 46 – 52 |
Физические свойства стали 20Х13
| Температура испытания (°C) | Модуль упругости E (ГПа) | Плотность (кг/м³) | Теплопроводность (Вт/(м·°C)) | Коэффициент линейного расширения (×10⁻⁶ 1/°C) | Удельная теплоёмкость c (Дж/(кг·°C)) |
| 20 | 210 | 7850 | 41 | 12.0 | 480 |
| 100 | 208 | 7820 | 40 | 12.5 | 485 |
| 200 | 200 | 7800 | 39 | 13.0 | 490 |
Почему выбирают ООО «ТермоПресс»?
ООО «ТермоПресс» – лидер в области термической обработки стали 20Х13. Мы предлагаем комплексный подход, основанный на собственном производстве с современными печами (рабочий диапазон температур от 150 до 1100 °C) и прессом с усилием до 3000 тонн. Наши технологи разрабатывают индивидуальные режимы обработки, точно подбирая параметры нагрева, выдержки и охлаждения для достижения оптимальных механических и физических свойств.
Строгий контроль качества на каждом этапе – от спектрального анализа до ультразвуковой диагностики и металлографического исследования – позволяет нам гарантировать высокую надежность и долговечность готовой продукции. Благодаря оперативности и гибкости производства мы выполняем заказы в кратчайшие сроки, что особенно важно для современных промышленных предприятий.
Контактная информация
Для получения подробной консультации и индивидуального расчёта по термической обработке стали 20Х13 свяжитесь с нами:
- Телефон: 8 (812) 322-89-80
- Email: termopress@tp-izhora.ru
- Адрес: Санкт-Петербург, Колпино, Ижорский завод