Norma GOST / ГОСТ 5632-2014 – opis normy
Norma GOST 5632-2014 w pierwotnej wersji pojawiła się w styczniu 1973 roku jako GOST 5632-72 – to był podstawowy katalog stali nierdzewnych i stopów odpornych na wysoką temperaturę w całym ZSRR. Korzystano z niego jeszcze długo po rozpadzie Związku Radzieckiego.
Z czasem zaczęło brakować w nim precyzji – nie było jasnych definicji stali nierdzewnych, nie uwzględniał nowych gatunków (np. duplexów), a wymagania dotyczące domieszek były zbyt łagodne. Do tego doszedł rozwój nowoczesnych metod wytopu i potrzeba zbliżenia rosyjskich standardów do międzynarodowych.
Dlatego w 2014 roku przygotowano nową wersję normy. Opracował ją komitet techniczny ds. metali wraz z instytutem ЦНИИчермет w Moskwie. Nowa norma zaczęła obowiązywać od 1 stycznia 2015 r. i wprowadziła:
- jasne definicje nierdzewnych, żaroodpornych i żarowytrzymałych stali,
- ostrzejsze limity dla pierwiastków resztkowych,
- dodatkowe oznaczenia procesów metalurgicznych,
- oraz praktyczne wskazówki zastosowań poszczególnych gatunków.
W 2018 roku dodano drobne zmiany – w tabelach obok nowych nazw pojawiły się też stare oznaczenia z normy z 1972 roku.
W 2021 roku wprowadzono niewielkie poprawki redakcyjne.
Dziś obowiązuje wyłącznie ГОСТ 5632-2014, a dawne oznaczenia z „72” podaje się tylko pomocniczo, żeby łatwiej było odnosić się do starszej dokumentacji.
Zakres normy
Norma obejmuje:
- stale stopowe nierdzewne deformowalne oraz
- stopy na bazie żelazo–niklu (Fe-Ni) i niklu (Ni),
stosowane w warunkach:
- korozyjnych (elektrochemiczna, chemiczna, międzykrystaliczna, naprężeniowa),
- podwyższonych temperatur – odporność na utlenianie (żaroodporność) oraz zdolność do pracy pod obciążeniem w wysokiej T przez długi czas (żarowytrzymałość).
Odniesienia normatywne
Norma korzysta z całego pakietu GOST-ów dotyczących:
- metod oznaczania pierwiastków (C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, Ti, Nb itd.),
- pobierania próbek,
- metod spektroskopowych i wagowych.
Przy sporach stosuje się metody podstawowe wg powołanych GOST-ów.
Definicje
- Stale nierdzewne – min. 10,5% Cr, max. 1,2% C (wyjątkowo ≥7,5% Cr).
- Stopy na bazie Fe-Ni – (Ni+Fe) > 65%, przy stosunku Ni:Fe ≈ 1:1,5.
- Stopy na bazie Ni – Ni ≥ 50%.
- Żaroodporne – odporne na utlenianie w temp. >550 °C w stanie nienaprężonym.
- Żarowytrzymałe – zachowują własności mechaniczne przy pracy pod obciążeniem w wysokiej T.
Oznaczenia marek stali – gatunków
System oznaczania oparty jest na literach i cyfrach:
- Litery = pierwiastki: Х – Cr, Н – Ni, М – Mo, Т – Ti, Б – Nb, Ю – Al, С – Si, Г – Mn, Д – Cu, К – Co, Ф – V, Р – B, А – N lub S, Ц – Zr.
- Cyfra przed literami = zawartość węgla ×100 (np. 12Х18Н10Т → 0,12% C).
- Cyfry po literach ≈ zawartość % pierwiastka (np. Х18 → 18% Cr, Н10 → 10% Ni).
- Sufiksy: sposób wytopu, np. ВД – topienie w próżni łukowej, Ш – elektroszlakowe, ВИ – indukcyjne próżniowe, ЭЛ – elektronowe.
Klasyfikacja wg struktury
- Martenzytyczne,
- Martenzytyczno-ferrytyczne,
- Ferrytyczne,
- Austenityczno-martenzytyczne,
- Austenityczno-ferrytyczne (duplex),
Podział odnosi się do stanu po nagrzaniu >900 °C i chłodzeniu na powietrzu. Odchylenia wynikające z innej obróbki cieplnej nie są kryterium odrzutu.
Skład chemiczny i dopuszczalne odchyłki
- Tabela 1: zakresy dla wszystkich gatunków (C, Cr, Ni, Mo, Ti, Nb, W, V, Al itd.).
- Tabela 2: dopuszczalne odchyłki w produkcji (np. C ≤0,03%: +0,005; C >0,03–0,20%: ±0,01; Cr i Ni ±0,2–0,4% zależnie od zawartości).
- Tabela 3: limity dla stopów Ni i Fe-Ni (Ti ≤0,20%; Al ≤0,20% lub 0,10%; Nb ≤0,20% lub 0,10%; Cu ≤0,07% lub 0,25%).
- Zasady:
- Cu w nie-austenitach ≤0,30%; w austenitach nienormowane, chyba że zastrzeżone w zamówieniu.
- Ni resztkowy w stalach chromowych ≤0,60% (Cr ≤20%), do 1,0% (Cr >20%), a w Cr-Mn austenitycznych do 2,0%.
- Ti w stalach „bez Ti” ≤0,20%.
- Mo – w wielu markach resztkowy max. 0,50% (dla lotnictwa ≤0,30%, opcjonalnie ≤0,10%).
- Zamiana Mo ↔ W dopuszczalna w proporcji 1:2.
Załącznik A – zalecenia aplikacyjne
Norma zawiera mapę przypisania gatunków do typowych zastosowań. Przykłady:
- 20Х13, 30Х13, 40Х13, 65Х13, 95Х18 – części maszyn, sprężyny, noże, elementy AGD.
- 12Х18Н10Т, 08Х18Н10 – instalacje chemiczne, zbiorniki, rurociągi.
- ХН60ВТ (ЭИ868), ХН77ТЮР (ЭИ437Б) – przemysł lotniczy, energetyka, elementy turbin i komór spalania.
- Duplexy (np. 08Х17Н5М3) – konstrukcje odporne na chlorki (przemysł morski, petrochemia).
Główny podział materiałów wg ГОСТ 5632-2014
Stale odporne na korozję
Obejmują zarówno martenzytyczne, ferrytyczne, jak i austenityczne odmiany. Przykłady:
20Х13, 30Х13, 40Х13, 65Х13, 95Х18 – stale martenzytyczne do części maszyn, sprężyn i noży
12Х18Н10Т, 08Х18Н10, 10Х17Н13М2Т – austenityczne nierdzewne i kwasoodporne, typowe „radzieckie 304/316”
08Х21Н6М2Т, 03Х17Н14М3 – stale do aparatury chemicznej
12Х13, 15Х28 – stale ferrytyczne
Stale żaroodporne
Stale odporne na działanie gorących gazów i procesy utleniania w wysokiej temperaturze. Przykłady:
15Х25Т, 20Х23Н18, 20Х25Н20С2 – stale chromowe i chromowo-niklowe żaroodporne
40Х24Н12С2Г2, 45Х14Н14В2М – specjalne stale odporne na agresywne atmosfery wysokotemperaturowe
Х25Н20С2 – odpowiednik stali typu 310
Stale żarowytrzymałe
Utrzymują właściwości mechaniczne przy długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze pod obciążeniem. Przykłady:
20Х25Н20С2, 40Х24Н12С2Г2 – elementy pieców, reaktorów i instalacji energetycznych
45Х14Н14В2М, 45Х25Н20С2 – stale wysokoniklowe do pracy w trudnych warunkach cieplnych
ХН38ВТ (ЭИ703) – stal stosowana w przemyśle lotniczym i energetyce
Stopy żelazowo-niklowe
Stopy Fe-Ni z dodatkami Cr, Mo, Ti, Al, często oznaczane ХН… lub ЭИ… Przykłady:
ХН60ВТ (ЭИ868), ХН77ТЮР (ЭИ437Б) – stopy żaroodporne i żarowytrzymałe do turbin
ХН73МБТЮ (ЭИ602), ХН62МВКЮ (ЭИ867) – lotnicze stopy konstrukcyjne wysokotemperaturowe
ХН28ВМАБ (ЭП126), 06ХН28МДТ (ЭИ943), 03ХН28МДТ (ЭП516), 06ХН28МТ (ЭИ628) – odporne na korozję, do aparatury chemicznej i w środowiskach agresywnych
Stopy niklu
Nadstopy na bazie niklu, stosowane przy ekstremalnych temperaturach i obciążeniach. Przykłady:
ВЖ98, ВЖ159 – odlewnicze nadstopy niklu do łopatek turbin
ХН73МБТЮ, ХН62МВКЮ – materiały do silników lotniczych i energetyki
Н70МФВЦТЮ – wysokotemperaturowy stop niklu z molibdenem i wolframem
Н70ВМЛ – stop niklu na elementy pracujące w środowisku agresywnym
Stopy kobaltu
Rzadsze, ale kluczowe w zastosowaniach specjalnych, szczególnie tam, gdzie wymagana jest odporność na zużycie i korozję w ekstremalnych warunkach. Przykłady:
КХС, КХ45, ВКНА – stopy kobaltu do przemysłu lotniczego i energetyki
Stopy typu КМЖ, КСН – materiały na łożyska wysokotemperaturowe i elementy narażone na tarcie
Niektóre znajdują zastosowanie również w medycynie – implanty, protezy, narzędzia chirurgiczne
Nowości względem starszej normy (72)
- Jasno sformułowane definicje „nierdzewna / żaroodporna / żarowytrzymała”.
- Rozbudowane limity dla pierwiastków resztkowych i szkodliwych (Pb, Sn, Sb, Bi, Cd, As).
- Doprecyzowane oznaczenia procesów metalurgicznych.
- Ujęcie nowych klas strukturalnych (duplex).
- Załącznik A – szczegółowe przypisanie gatunków do branż i aplikacji.
- W tabelach podano równolegle stare oznaczenia wg ГОСТ 5632-72 w nawiasach (dla ciągłości).
ГОСТ 5632-2014 to główna norma dla stali nierdzewnych, żaroodpornych i żarowytrzymałych w Rosji i krajach WNP.
Definiuje:
- składy chemiczne i odchyłki,
- klasyfikację strukturalną,
- oznaczenia marek i procesów wytopu,
- limity domieszek resztkowych,
- mapę zastosowań dla poszczególnych gatunków.
To dokument, który łączy katalog gatunków z wytycznymi aplikacyjnymi i jest podstawą doboru materiału w przemyśle chemicznym, energetycznym, petrochemicznym i lotniczym.
Różnice GOST / ГОСТ 5632-72 vs. GOST / ГОСТ 5632-2014
Zakres normy
- 72: definiuje „stale wysokostopowe, nierdzewne, żaroodporne i wysokotemperaturowe” – podejście ogólne, mniej precyzyjne.
- 2014: dokładniejsze – stal nierdzewna musi mieć ≥10,5% Cr i ≤1,2% C. Żaroodporność i żarowytrzymałość opisane są jasno z podaniem kryteriów temperatur i obciążeń.
Klasyfikacja wg własności
- 72:
- I – odporne na korozję,
- II – żaroodporne (powyżej 550 °C, przy małych obciążeniach),
- III – wysokotemperaturowe (utrzymujące nośność przy obciążeniu w czasie).
- 2014: zachowano te trzy grupy, ale rozszerzono i uściślono definicje żaroodporności i żarowytrzymałości.
Klasyfikacja wg struktury
- 72: sześć klas – martenzytyczne, martenzytowo-ferrytyczne, ferrytyczne, austenityczno-martenzytyczne, austenityczno-ferrytyczne, austenityczne.
- 2014: podział ten sam, ale definicje duplexów i klas przejściowych są wyraźnie doprecyzowane.
Składy chemiczne i dodatki
- 72: obszerne tabele z dopuszczalnymi resztkami (np. Cu ≤ 0,3%, Mo ≤ 0,3%), lecz tolerancje mniej rygorystyczne.
- 2014:
- doprecyzowane granice dla pierwiastków resztkowych,
- dopuszczono zamienność Mo ↔ W w stosunku 1:2,
- zaostrzono limity Cu, Nb, V i innych dodatków.
Oznaczenia gatunków stali
- 72: obok siebie funkcjonowały nowe i stare oznaczenia (np. 08Х18Н10 i ЭИ914). Litery odpowiadały pierwiastkom, cyfry wskazywały przybliżoną zawartość.
- 2014: system zachowany, ale rozbudowano listę symboli pierwiastków i wprowadzono spójny zapis procesów metalurgicznych (ВД, ВИ, ЭЛ itd.).
Normy powołane / metody badań
- 72: odniesienia do starszych GOST-ów, częściowo bazujących na ISO 683.
- 2014: aktualizacja – powiązania z nowszymi GOST-ami (2000+) oraz z ISO/ASTM, np. GOST 12344-2003 (C), GOST 12361-2002 (Nb).
Tablice gatunków
- 72: obszerne zestawienie marek (Х18Н10Т, Х20Н80, ЭИ868 itd.) – klasyczny katalog ZSRR.
- 2014: większość marek została zachowana, ale w tabelach podaje się równolegle oznaczenia według starej normy, by ułatwić porównanie (np. 12Х18Н10Т [Х18Н10Т]).
Zastosowania (Załącznik A)
- 72: zalecenia były, ale ogólnikowe.
- 2014: znacznie rozbudowane – konkretne przypisanie gatunków do przemysłu chemicznego, energetycznego, lotniczego czy AGD.
ГОСТ 5632-72 – klasyczny katalog epoki ZSRR, mniej restrykcyjny, z podstawowym podziałem.
ГОСТ 5632-2014 – nowoczesna wersja: doprecyzowane definicje, ostrzejsze limity chemiczne, odniesienia do ISO, a także „tłumaczenie” starych marek na współczesny zapis.