Основные характеристики
Химический состав стального сплава 12Х18Н10Т, из которого изготавливаются бесшовные трубы, оговариваются требованиями ГОСТа под номером 5632. Согласно положениям данного нормативного документа, в составе такой стали (если она по требованию заказчика должна отличаться хорошей свариваемостью) не может содержаться более 0,02% такой вредной примеси, как сера. В соответствии со стандартом, в химический состав нержавеющей стали данной марки в незначительном количестве могут входить элементы редкоземельной группы.
Характеристика стали 12Х18Н10Т
Содержание основных химических элементов в сплаве 12Х18Н10Т
Несмотря на то, что бесшовный трубопрокат должен подвергаться термообработке, в ГОСТе допускается, что можно обойтись без нее, а также без процедуры осветления поверхности. В таких случаях дополнительно оговаривать с потребителем необходимо и механические свойства труб, и допустимую степень кривизны их поверхности.
Технологические особенности стали
К механическим свойствам, в частности, относятся следующие параметры стального сплава данной марки:
- предел текучести – не менее 22 кгс/мм2 (216 МПа) (этот параметр, очень важный для сталей, характеризует величину напряжения, при достижении которого деформационные процессы, протекающие в металле, будут продолжать развиваться в нем даже без последующего увеличения нагрузки);
- предел прочности – 56 кгс/мм2 (549 Н/мм2);
- величина относительного удлинения – не менее 35%.
По требованию заказчика тесты на растяжение бесшовных нержавеющих труб могут проводиться при 350°.
Физические свойства стали марки 12Х18Н10Т
Внутри и снаружи труб, изготовленных из нержавеющей стали указанной марки, не должно быть таких дефектов, как трещины, плены, рванины и закаты. Если же они после осуществления контроля обнаружены, то, согласно нормативному документу, можно устранять их при помощи местной зачистки, обточки и расточки, локальной или сплошной шлифовки
При выполнении таких механических операций важно следить за тем, чтобы геометрические параметры трубы, такие как толщина стенки и наружный диаметр, не оказались в результате за пределами отклонений, указанными в ГОСТе
Положениями нормативного документа оговаривается и цвет бесшовных труб из нержавейки, который должен быть светлым. При этом отдельные трубные изделия данной категории могут иметь матовую поверхность, отличающуюся серым оттенком, что обусловлено особенностями технологии их производства. Основная часть труб данного типа подвергается травлению в вакууме или в защитной среде, которое выполняется после термической обработки. Такая обработка (как было сказано выше, факультативная) выполняется для того, чтобы устранить с поверхности изделия цвета побежалости.
Зарубежные аналоги стали марки 12Х18Н10Т
В соответствии с положениями нормативного документа, бесшовные трубы из стального сплава марки 12Х18Н10Т по требованию потребителей могут подвергаться дополнительным испытаниям на:
- расплющивание;
- раздачу;
- способность выдерживать гидравлическое давление.
Кроме того, в отдельном пункте договора, заключенного между производителем и потребителем, может быть оговорено требование, в соответствии с которым материал изготовления труб должен обладать высокой устойчивостью к межкристаллитной коррозии.
В том случае, если бесшовные трубы из данного стального сплава не были подвергнуты термообработке и их не испытывали методами расплющивания или раздачи, то их проверка на устойчивость к межкристаллитной коррозии не выполняется.
Легирующие элементы стали 12х18н10т
Основные легирующие элементы представлены хромом и никелем. Они оказывают следующее воздействие:
- Практически все распространенные нержавейки получаются при включении в состав хрома, который определяет коррозионную стойкость. Кроме этого, увеличивается способность структуры с пассивации.
- Никель добавляется в состав для того чтобы повысить эксплуатационные качества структуры. Примером назовем то, что рассматриваемая марка хорошо прокатывается в холодном и горячем состоянии.
Другие легирующие элементы лишь незначительно изменяют эксплуатационные характеристики рассматриваемого металла. Примером можно назвать ферритные свойства, а также межкристаллическую коррозионную устойчивость, связанная с высокой концентрацией титана.
Сфера применения
Применение стали 12х18н10т весьма обширно:
- Пищевая промышленность. Стоит учитывать, что к изделиям, применяемым в пищевой промышленности, предъявляется достаточно много требований. Металл не должен взаимодействовать с продуктами питания и напитками.
- Химическая и нефтяная отрасли. В этих отраслях также часто создают различные емкости и элементы, которые контактируют с нефтепродуктами и различными химическими веществами.
- Машиностроение. В машиностроительной отрасли изготавливают различные изделия путем резания. Если ни будут эксплуатироваться при высокой влажности и воздействии химических веществ, то часто выбирается рассматриваемая материал.
- В секторе топливной промышленности и энергетики. Металл может выдерживать воздействие высокой температуры.
Применение стали 12х18н10т в производстве стройматериалов
Листовая сталь 12х18н10т
Резервуар из стали 12х18н10т
Применение стали 12х18н10т в автомобильном производстве
Металл может обрабатываться при применении автоматической и ручной сварки. Высокий показатель коэффициента теплопроводности определяет применение стали при изготовлении теплообменного оборудования. Также листовой металл применяется при изготовлении коллекторных элементов для передачи и распределения выхлопных газов.
Большое распространение получили бесшовные нержавеющие трубы, которые эксплуатируются под большим давлением. Кроме этого, в химическом составе есть титан, который определяет низкие магнитные качества. Достаточно высокая концентрация углерода определяет высокий уровень прочности.
12Х18Н10Т — расшифровка стали
Маркировка 12Х18Н10Т говорит о расчетном количестве основных компонентов, входящих в сплав: 12 – означает 0,12% углерода, Х18 – процентный состав хрома, Н10 – никеля и Т – присутствие титана. Исходя из этого, можно определить, что в состав основных химических элементов нержавеющих сталей марки 12Х18Н10Т входит:
- около 67% железа;
- до 0,12% углерода;
- 17-19% хрома;
- 9-11% никеля;
- до 2% магния;
- до 1% титана;
- до 0,8% кремния.
Кроме этого в химическом составе металла в небольших количествах присутствуют: сера, медь, силиций, марганец и фосфор.
Высокие антикоррозионные свойства стали 12Х18Н10Т обеспечивает высокое содержание хрома. Наличие никеля способствует аустенитной структуры металла и позволяет в результате сочетать расширение эксплуатационных характеристик стали с прекрасной технологичностью во время обработки. Кроме этого наличие никеля в сплаве изменяет его свойства и повышает сопротивление металла воздействию кислот и щелочей.
Присутствие титана и кремния в стали приводят к образованию феррита, что изменяет характеристики, устраняет межкристаллитную коррозию в сварочных швах, замедляет скорость роста зерна при нагреве и увеличивает плотность получаемого слитка.
Механические свойства нержавеющей стали 12Х18Н10Т
Режимы термической обработки предусматривают применение закалки в результате нагрева до 1100ºC при последующем охлаждении в воде. Сечения нержавейки до 35 мм допускается применять охлаждение на открытом воздухе. Пределы температур для ковки от 850ºC до 1200ºC.
Удельный вес металла 7920 кг/м3. Твердость, которой обладает сталь НВ 10-1 = 179 МПа, с пределом выносливости 279 МПа.
Технология сварных соединений особых ограничительных свойств не имеет. Применяют следующие характеристики технологий сварки:
- ручная электродуговая, с применением электродов ЦТ-26;
- электрошлаковая;
- контактная точечная.
Для обеспечения повышенной прочности рекомендуется завершающая термическая обработка швов.
Легирующие элементы стали 12х18н10т
Основные легирующие элементы представлены хромом и никелем. Они оказывают следующее воздействие:
- Практически все распространенные нержавейки получаются при включении в состав хрома, который определяет коррозионную стойкость. Кроме этого, увеличивается способность структуры с пассивации.
- Никель добавляется в состав для того чтобы повысить эксплуатационные качества структуры. Примером назовем то, что рассматриваемая марка хорошо прокатывается в холодном и горячем состоянии.
Другие легирующие элементы лишь незначительно изменяют эксплуатационные характеристики рассматриваемого металла. Примером можно назвать ферритные свойства, а также межкристаллическую коррозионную устойчивость, связанная с высокой концентрацией титана.
Характеристики стали 12Х18Н10Т
| Классификация | Сталь нержавеющая с особыми химическими свойствами(криогенная). Полное определение – высокоуглеродистая стойкая к коррозии (нержавеющая), немагнитная, класса аустенитов, титаносодержащая. |
| Применение | Детали, работающие до 600 °С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от —196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С.; сталь аустенитного класса. |
Сталь 12х18н10Т расшифровка маркировки:
- «12» – 0,12 % углерода.
- «Х18» – 18 % хрома.
- «Н10» – никель – 10 %.
- «Т» – титан. Отсутствие цифры означает его процент не более 1,0 %−1,5 %.
Сталь 12Х18Н10Т методы упрочнения
Остановимся на методах упрочнения нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Одним из распространённых способов увеличения прочности сортового металлопроката является Высокотемпературная термическая обработка (ВТМО). При изучении возможности увеличения прочности с применением технологии ВТМО, выяснилось, что наилучшая прочность имелась у проката, подвергнутого Высокотемпературной термической обработке при минимальных температуре деформации и отрезке времени от конца прокатки до закалки. Так, при ВТМО стали 08Х18Н10Т предел текучести повысился на 45-60% в сравнении с аналогичным уровнем после обычной термообработки (ОТО) и в 1,7-2 раза по сравнению с ГОСТ 5949-75. Свойства пластичности при этом уменьшились ненамного и не вышли за пределы допустимых значений стандарта.
Механические свойства материала 12Х18Н10Т
Механические свойства стали при повышенных температурах
| Температура испытаний, °С | Предел текучести, σ0,2, МПа | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение, ψ, % | Ударная вязкость KCU при 20°С, Дж/см2 |
| 20 | 225 — 315 | 550 — 650 | 46 — 74 | 66 — 80 | 215 — 372 |
| 500 | 135 — 205 | 390 — 440 | 30 — 42 | 60 — 70 | 196 — 353 |
| 550 | 135 — 205 | 380 — 450 | 31 — 41 | 61 — 68 | 215 — 353 |
| 600 | 120 — 205 | 340 — 410 | 28 — 38 | 51 — 74 | 196 — 358 |
| 650 | 120 — 195 | 270 — 390 | 27 — 37 | 52 — 73 | 245 — 353 |
| 700 | 120 — 195 | 265 — 360 | 20 — 38 | 40 — 70 | 255 — 353 |
Основные характеристики стали 12Х18Н10Т
12Х18Н10Т
является высокоуглеродистой стойкой к коррозии, немагнитной, титаносодержащей сталью. Группа аустенитов. Относится к сложнолегированным сплавам. За счет наличия в составе сплава хрома и никеля, эту сталь еще называют стабилизированной хромоникелевой сталью. На сегодняшний день она представляет собой самую используемую и распространенную сталь из всех марок нержавеющих сталей. Главные достоинства стали12Х18Н10Т – высокая прочность, твердость, ударная вязкость и пластичность. Характеризуется прекрасной свариваемостью, гигиеничностью. Из преимуществ – жаростойкость и жаропрочность, криогенные качества – пределы температурных возможностей для эксплуатации (без потери свойств), огромны,от -196˚С до +600˚С .
Особенности и преимущества металла
В качестве составляющих используется большое число легирующих веществ, которые обуславливают ее свойства. Главными компонентами выступают хром и никель.
Хром дает возможность к пассивации и исключает корродирование на поверхности материала. Его процентное содержание – 17-19%.
Проволока
Благодаря никелю нержавеющая сталь 12Х18Н10Т относится к аустенитам, она приобретает такие особенности, как технологичность и высокие эксплуатационные характеристики. Прокат ее осуществляется без нагрева или с повышением температуры, при этом конструкция будет характеризоваться коррозионной стойкостью в агрессивной среде, чего нельзя сказать о ферритных материалах. Концентрация компонента составляет 9-11%.
За счет использования Ni и Cr обеспечивается стабильность материала при охлаждении. Для получения аустенита при t=900 С требуется всего 0,1% углерода, что обусловлено его воздействием на металл. Также в состав изделия входят Ti, Al и Si, которые обеспечивают ферритные качества.
Титан используется в качестве сильного карбидообразующего компонента, что исключает образование коррозии в кристаллической решетке. При реакции с углеродом образуется тугоплавкий карбид, что приводит к снижению в составе свободного хрома за счет взаимодействия его с углеродом.
Кремний предназначен для увеличения поровой плотности материала путем выведения газа из структуры. Это положительно сказывается на повышении прочностных характеристик, предела текучести, но снижает пластичность, что негативно сказывается на качестве холодной прокатки. Содержание – 0,8%.
Входящий в состав стали 12Х18Н10Т марганец снижает скорость образования зерна, что улучшает структуру.
| Среда | Воздух | Воздух |
| Температура, °С | 750 | 650 |
| Группа стойкости или балл | 4-5 | 2-3 |
Небольшое количество фосфора в составе (0,035%) обусловлено его свойствами. Он негативно сказывается на механических качествах состава, что нежелательно для металла, используемого в криогенной технике. При понижении температуры он способен снизить пластичность материала.
Металл является пластичным и вязким при ударах, что является преимуществом. Недостатками считаются малая коррозионная стойкость к хлорсодержащим веществам, серной и соляной кислоте.
Сварка 12х18н10т
Сварка — очень важный процесс в любом производстве, где имеют дело с металлом. Сварка известна достаточно давно, ещё с 7-го века до нашей эры. Тогда применялась кузнечная сварка, когда нагретые детали спрессовывались под ударами молота. Но со временем технология сварки, всё более или более совершенствовалась.
Но сварные соединения зачастую не блистали своим качеством и были не вполне надёжны. Что, в свою очередь, приводило в разрывам в местах швов.
Прорыв в сварке произошёл с открытием высокотемпературного газо-кислородного горения и электродугового горения. В результате создалась техногия сварки такая, какую мы привыкли видеть сегодня. А с тех пор как появились легированные стали процесс ещё больше усложнился.
Здесь мы рассмотрим особенности сварки нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
Данный материал — хорошосвариваемый. Однако, при сварки (температура 500-800 градусов Цельсия) образуется межкристальная коррозия. При этом по границам зерен аустенита выпадают карбиды хрома. Это может иметь неприятные последствия — разрушение детали при эксплуатации.
Чтобы справится с этим явлением надо уменьшить эффект выпадения карбидов и стабилизировать свойства стали.
Для этого при сварке высоколегированных сталей применяют электроды с защитно-легирующим покрытием основного вида в сочетании с высоколегированным электродным стержнем. Это обеспечивает нужный химический состав и свойства. Что прекрасно подходит для для сварки аустенитных сталей 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т и им подобных. Сварка 12х18н10т – это сложный и тонкий процесс. Для качественного применения и получения отличного результата необходимо учитывать ряд тонкостей.
Титан, который содержится в электродных стержнях — практически весь окисляется при сварке, поэтому в виде элемента-стабилизатора применяют ниобий. Коэффициент перехода ниобия составляет шестдесят — шестдесят пять процентов.
При сварке аустенитного проката надо учесть отличие его физических свойств: удельное электрическое сопротивление, коэффициент теплового расширения, точка плавления, теплопроводность. Особого внимания заслуживает сварка 12х18н10т, так как марку этой стали широко используют
Поэтому подход к применению нержавейки такого типа требует аккуратности и осторожности
Сварку можно осуществлять следующими методами: ручная дуговая, дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертной среде, дуговая сварка плавящим электродом в инертном газе, сварка в среде активных газов, импульсно-дуговая сварка, плазменная сварка, дуговая сварка под флюсом, сварка сопротивления, точечная и роликовая. Выбор подходящего вида сварки зависит от ширины вашего листа.
На поверхности сварного соединения образуется пористый оксидный слой, содержащий хром. Что приводит к снижению стойкости к коррозии. Если необходима высокая стойкость к коррозии, материал должен пойти последующую обработку.
Под термообработкой растворение внутри конструкции, при помощи которого сглаживаются различия присадочных материалов.
Для последующей обработки швов зачастую применяют травление. Именно травление помогает удалить вредный пористый оксидный слой. Травление выполняют путём погружения, поверхностного нанесения или покрытия пастой. С учетом всего вышесказанного, сварка 12х18н10т станет простым процессом и даст прекрасные результаты
Покупая листы из различных марок стали, помните, что даже такие жесткие и прочные материалы требуют бережного и осторожного обращения
radiussteel.ru
Маркировка нержавеющих сталей AISI
| Марка стали | Характеристика нержавеющей стали | Химический состав, % |
| AISI 201, AISI 202 (аналоги: 12Х15Г9НД, 12Х17Г9АН4) | Относятся к аустенитной группе сплавов. В составе имеют хром, никель, марганец, медь и азот. Обеспечивают высокий уровень прочности готового изделия, прекрасно деформируются и меняют свою форму, характеризуются высокими антикоррозийными показателями. Применяются при изготовлении бытовых приборов, трубопроводов и строительных конструкций. | |
| AISI 301 (аналог: 15Х17Н7) | Относится к немагнитным сталям. Имеет высокий уровень прочности и обладает пластичностью. Чаще всего такую нержавеющую сталь используют при изготовлении деталей для автомобилей и железнодорожного транспорта, бытового оборудования и медицинской техники. | Cr от 16 до 18; Ni от 6 до 8; Mn 2; Si 1; C 0,15; N 0,1; P 0,045; S 0,03 |
| AISI 302 (аналог: 12Х18Н9) | Характеризуется высокими показателями прочности и пластичности. Обладает стойкостью к образованию коррозии. | Cr 17-19; Ni 8-10; Mo 4-5; Si 2-3; Mn <2; C <0,15; N >0,1; P <0,045; S <0,03 |
| AISI 303 (аналог: 12Х18Н9) | Относится к аустенитным сталям. Имеет повышенное содержание серы. Данная сталь немагнитная, и ее оптимально применять в механических и подвижных узлах. | Cr 17-19; Ni 8-10; Mn <2; Si <1; P <0,2; S >0,15; C <0,15 |
| AISI 304 (аналог: 08Х18Н10) | Данная нержавеющая сталь обладает высокой стойкостью к коррозии и может применяться в агрессивной среде. Помимо пищевой промышленности, она используется для фармацевтического, нефтяного, химического и текстильного производства. | Cr 18-20; Ni 8-10,5; Mn <2; C <0,08; P <0,045; S <0,03 |
| AISI 316 (аналоги: 03Х17Н14М3 и 04Х17Н13М2) | Марка имеет в своем составе молибден, при помощи которого повышается сопротивление материала к коррозии. Сплав устойчив к повышенным температурам. | Cr 15-17; Ni 14-16; Mo 2,5-3; C до 0,03 |
| AISI 316Тi (аналог: 10Х17Н13М2Т) | Данная нержавеющая сталь обогащена титаном, благодаря которому материал становится устойчивым к воздействию хлора. Также титан делает сплав более прочным и устойчивым к высоким температурам. | Cr 15-17; Ni 14-16; Mo 2,5-3; C до 0,03; Тi 1 |
| AISI 321 (аналог: 08Х18Н10Т) | Сплав характеризуется повышенным содержанием титана, легко поддается любым видам обработки, устойчив к повышенным температурам, до 800 градусов. Применяется в производстве бесшовных труб, при изготовлении фальцевой продукции и котлов, а также при строительстве печных систем. Также используется в машиностроении, судостроении, авиации. | Cr 17-19; Ni 9-11; Mn <2; Ti <1; Si <0,8; Cu <0,3 |
| AISI 403 (аналог: 15Х12) | Данный сплав относится к мартенситно-ферритной группе. Он отличается повышенной пластичностью, устойчивостью к высоким температурам. Изделия из такой стали выдерживают нагрузки в слабоагрессивной среде. | Fe 86; Cr 12,3; Mn 1; Si 0,5; C 0,15; P 0,04; S 0,03 |
| AISI 409 (аналог: 08Х13) | Выделяется повышенным содержанием хрома и добавлением никеля, что позволяет поддаваться всем видам обработки. Из данной нержавейки изготавливают детали, которые в ходе эксплуатации будут подвергаться ударным нагрузкам: клапаны прессов и насосов, предметы домашнего обихода. Также сплав используется при изготовлении изделий, подвергающихся действию слабоагрессивных сред: лопаток паровых турбин, клапанов, болтов и труб. | Fe ≈84; Cr 12-14; Mn до 0,8; Si до 0,8; Ni до 0,6; C до 0,08; P до 0,03; S до 0,025 |
| AISI 410 (аналог: 12Х13) | Данная сталь характеризуется пластичностью и прочностью. Она стойко переносит высокие температуры и не подвергается коррозии в агрессивной среде. | Cr 13,5; Mn 1,0; Si 1,0; Ni 0,6; C 0,15; P 0,045; Si 0,03 |
| AISI 416 | Относится к группе мартенситной нержавеющей стали, из которой изготавливают листовой прокат, металлопрофиль, трубопроводную продукцию. | Cr 12-14; Mn 1,25; Si 1; Se >0,15; C 0,15; P 0,06; S 0,06 |
| AISI 420 (аналог: 40Х13) | Данный сплав характеризуется повышенным уровнем жаропрочности, стойкости к износу и коррозии. | Fe ≈84; Cr 12-14; Si до 0,6; Mn до 0,6; Ni до 0,6; C 0,35-0,44; P до 0,03; S до 0,025 |
| AISI 430 (аналог: 12Х17) | Марка относится к группе ферритных сталей и имеет сбалансированный состав и хорошие эксплуатационные характеристики. | Fe ≈81; Cr 16-18; C до 0,12; Si до 0,8; Mn до 0,8; P до 0,035; S до 0,025 |
| AISI 439 (аналог: 08Х17Т) | Нержавеющая сталь, принадлежащая ферритной группе. Применяется в машиностроении, пищевой промышленности, архитектуре и строительстве. | Fe ≈79; Cr 16-18; Si до 0,8; Mn до 0,8; Ti до 0,8; Ni до 0,6; Cu до 0,3; C до 0,08; P до 0,035; S до 0,025 |
| AISI 441 | Относится к группе ферритных сплавов с большим количеством хрома. | Cr 16-18; Si до 0,8; Mn до 0,8; Ti до 0,8; Ni до 0,6; Cu до 0,3; C до 0,08; P до 0,035; S до 0,025 |
Конструктор Cтали
Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная Характеристика материала 12Х18Н10Т
| Марка: | 12Х18Н10Т |
| Заменитель: | 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4, 08Х22Н6Т, 08Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н9Т |
| Классификация: | Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная |
| Применение: | детали, работающие до 600 °С.Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от —196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С. |
Химический состав в % материала 12Х18Н10Т.
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | — |
| до 0.12 | до 0.8 | до 2 | 9-11 | до 0.02 | до 0.035 | 17-19 | до 0.3 | (5 С-0.8) Ti, остальное Fe |
Механические свойства при Т=20oС материала 12Х18Н10Т.
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| — | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
| Поковки | до 1000 | 510 | 196 | 35 | 40 | Закалка 1050-1100oC, вода, |
Физические свойства материала 12Х18Н10Т.
| T | E 10-5 | a106 | l | r | C | R 109 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 1.98 | 15 | 7900 | 725 | ||
| 100 | 1.94 | 16.6 | 16 | 462 | 792 | |
| 200 | 1.89 | 17.0 | 18 | 496 | 861 | |
| 300 | 1.81 | 17.2 | 19 | 517 | 920 | |
| 400 | 1.74 | 17.5 | 21 | 538 | 976 | |
| 500 | 1.66 | 17.9 | 23 | 550 | 1028 | |
| 600 | 1.57 | 18.2 | 25 | 563 | 1075 | |
| 700 | 1.47 | 18.6 | 27 | 575 | 1115 | |
| 800 | 18.9 | 26 | 596 | |||
| 900 | 19.3 |
Технологические свойства материала 12Х18Н10Т.
| Свариваемость: | без ограничений. |
| Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
Обозначения:
| Механические свойства: | ||
| sв | — Предел кратковременной прочности, | |
| sT | — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), | |
| d5 | — Относительное удлинение при разрыве, | |
| y | — Относительное сужение, | |
| KCU | — Ударная вязкость, [ кДж / м2] | |
| HB | — Твердость по Бринеллю |
| Физические свойства: | ||
| T | — Температура, при которой получены данные свойства, | |
| E | — Модуль упругости первого рода , | |
| a | — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град] | |
| l | — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] | |
| r | — Плотность материала , [кг/м3] | |
| C | — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)] | |
| R | — Удельное электросопротивление, |
| Свариваемость: | |
| без ограничений | — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки |
| ограниченно свариваемая | — сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке |
| трудносвариваемая | — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг |
Химический состав нержавеющих сталей — 321 и 12х18н10т сравнение.
По процентному содержанию в сплавах основных легирующих элементов, оказывающих влияние на их свойства, можно сделать выводы о различиях и схожести сталей aisi 321 и 12х18н10т. А также о возможности их взаимозаменяемости для конкретных условий эксплуатации.
Хром, способствующий усилению свойства металла к стойкости к образованию коррозии, в обеих рассматриваемых сталях этот элемент добавлен в сплавы в одинаковом кол-ве — 17-19% — никель, отвечающий за аустенитность стали. Одинаковый процент данной легирующей добавки в сплавах 321 и 12х18н10т – от 9,0 % до 12 %.
Титан, придающий повышенную прочность металлу, а также стойкость к образованию межкристаллитной коррозии. 321 – до 0, 5 %, а в 12х18н10т — 0,8 %,
Углерод – обеспечивающий свариваемость и пластичность. Обе стали относятся к классу низкоуглеродистых. 321 – до 0,08 % а 12х18н10т — 0,12 %,
Несмотря на незначительные различия в составе, сплавы aisi 321 российский аналог 12х18н10т по классификации относят к классу нержавеющих высоколегированных хромоникелевых сталей.
Механические свойства
| Сортамент | Размер, мм | Напряжение | σв, МПа | σT, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, кДж/м2 | Термообработка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Трубы холоднодеформир., ГОСТ 9941-81 | 549 | 35 | ||||||
| Трубы горячедеформир., ГОСТ 9940-81 | 529 | 40 | ||||||
| Пруток, ГОСТ 5949-75 | до Ø 60 | 510 | 196 | 40 | 55 | Закалка 1020 – 1100°С,Охлаждение воздух, | ||
| Проволока, ГОСТ 18143-72 | 540-830 | 20-25 | ||||||
| Поковки, ГОСТ 25054-81 | до 1000 | 510 | 196 | 35-38 | 40-52 | Закалка 1050 – 1100°С, вода, | ||
| Лист толстый, ГОСТ 7350-77 | 530 | 235 | 38 | Закалка 1000 – 1080 °С,Охлаждение вода, | ||||
| Лист тонкий, ГОСТ 5582-75 | 530 | 205 | 40 | Закалка 1050 – 1080 °С,Охлаждение вода, | ||||
| Лист тонкий нагартован., ГОСТ 5582-75 | 880-1080 | 10 | ||||||
| Лист тонкий полунагартован., ГОСТ 5582-75 | 740 | 25 |
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 5949-75 | Прутки. Закалка 1020-1100 °С, воздух, масло или вода. | 60 | 196 | 510 | 40 | 55 |
| ГОСТ 18907-73 | Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность.Прутки нагартованные. | -До 5 | – – | 590-830930 | 20 – | – – |
| ГОСТ 18143-72 | Проволока термообработанная. | 1,0-6,0 | – | 540-880 | 20 | – |
| ГОСТ 9940-8 | Трубы бесшовные горячедеформированные без термообработки | 3,5-32 | – | 529 | 40 | – |
| ГОСТ 25054-81 | Поковки. Закалка 1050-1100 °С, вода или воздух. | До 1000 | 196 | 510 | 35 | 40 |
| ГОСТ 7350-77(Образцы поперечные)ГОСТ 5582-75(Образцы поперечные) | Листы горячекатанные и холоднокатанные: – закалка 1000-1080 °С, вода или воздух. – закалка 1050-1080 °С, вода или воздух. – нагартованные | Св. 4До 3,9До 3,9 | 236 205 – | 530 530880-1080 | 38 40 10 | – – – |
Механические свойства при повышенных температурах
| Температура испытаний, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5,% | ψ, % | KCU, кДж/м2 |
|---|---|---|---|---|---|
| Закалка 1050-1100 °С, охлаждение на воздухе | |||||
| 20500550600650700 | 225-315135-205135-205120-205120-195120-195 | 550-650390-440380-450340-410270-390265-360 | 46-7430-4231-4128-3827-3720-38 | 66-8060-7061-6851-7452-7340-70 | 215-372196-353215-353196-358245-353255-353 |
Механические свойства при испытаниях на длительную прочность
| Температура испытания, °С | Предел ползучести, МПа | Скорость ползучести %/ч | Предел длительной прочности, МПа, не менее | Длительность испытания, ч |
|---|---|---|---|---|
| 600650 | 7429-39 | 1/100000 | 14778-98 | 10000 |
Ударная вязкость
| Т= +20 °С | Т= -40 °С | Т= -75 °С | Термообработка |
|---|---|---|---|
| 286 | 303 | 319 | Полоса 8х40 мм в состоянии покоя |
Чуствительность стали 12Х18Н10Т к охрупчиванию при старении
| Время, ч | Температура, °С | KCU, Дж/cм2 |
|---|---|---|
| Исходное состояние50005000 | 600650 | 274186-206176-196 |
Жаростойкость
| Среда | Температура, °С | Группа стойкости или балл |
|---|---|---|
| Воздух | 650750 | 2-34-5 |
Сталь устойчива против окисления на воздухе и в атмосфере продуктов сгорания топлива при температуре до 800 °C (при работе с перерывами в условиях частых теплосмен) и до 900 °C при непрерывной работе. Сталь обладает достаточно высокой жаростойкостью при 600–800 °C
Коррозионная стойкость
| Вид коррозии | Среда | T, °C | Скорость коррозии, мм/год |
|---|---|---|---|
| Общая | Спокойный воздух | 650 | 0,002 |
| Спокойный воздух | 700 | 0,015 | |
| Спокойный воздух | 750 | 0,06 | |
| Спокойный воздух | 800 | 0,2 | |
| Выхлопные газы (3,2% CO2; 17,6% O2; 76,7% N2; 3,5% H2O; 0,03% SO2) | 670-680 | 0,1 | |
| Газ (4,5% CO2; 0,03% SO2; 6% H2O; воздух) | 750 | 0,2 |
Химический состав в % стали 12Х18Н10Т
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | V | Ti | Cu | W | Fe |
| <0,12 | <0,8 | <2,0 | <0,035 | <0,02 | 17,0-19,0 | <0,5 | 9,0-11,0 | <0,2 | <0,8 | <0,4 | <0,2 | Остальное |
Химический состав 12Х18Н10Т регламентирует ГОСТ 5632-72
- Достаточно большой процент хрома (17%–19%).
- Легирующая добавка никеля (9%–11%).
- Углерод в сплаве – небольшая концентрация (0,1 %).
- Легирующий элемент – титан.
- Кремний (0,8 %).
Влияние химсостава на свойства стали 12Х18Н10Т
Основные добавки сложнолегированной стали значительно влияют на ее свойства:
- Хром повышает антикоррозийные качества.
- Благодаря введению никеля, сталь входит в разряд аустенитов, и сочетает все технологические и эксплуатационные свойства нержавеющих сталей.
- Введение в сплав алюминия, титана и кремния придает 12Х18Н10Т качества ферритной стали.
- Титан создает карбидообразующий эффект, и предотвращает риск межкристаллитной коррозии.
- Марганец позволяет изготавливать сталь с мелкозернистой структурой.
- Кремний увеличивает плотность и улучшает степень текучести. В то же время он снижает уровень пластичности, что усложняет прокатку холодным способом.
- Содержание фосфора не должно превышать 0,035 %, так как он провоцирует снижение механических свойств, что осложняет использование стали в криогенной области.
Основные характеристики
хрома и никеляхарактеристик стали
Принадлежать к группе аустенитов помогает присутствие никеля, это свойство имеет большое значение, поскольку позволяет нержавеющему материалу сочетать технологичность с широким комплексом эксплуатационных характеристик. Марка стали хорошо прокатывается в горячем и холодном состоянии, имеет высокую степень устойчивости к коррозии в агрессивной среде, а также в серной кислоте.
Иметь полностью аустенитную однородную структуру при температуре, превышающую 900оС, помогает углерод, который имеет сильное воздействие. Ферритные свойства дают остальные химические элементы. Межкристаллическую коррозию помогает устранить титан, который вступает в реакцию с углеродом и образует в конечном итоге тугоплавкий карбид.
Кремний отвечает за плотность стали, а также повышает прочность и предел текучести материала, но снижает пластичность металла, что усложняет процесс прокатки в холодном состоянии.
Получить в процессе производства мелкозернистую сталь помогает марганец, он способствует замедлению скорости роста зерна.
Сплав активно используется для сварных хромоникелевых конструкций в криогенной технике и повышенное содержание фосфора может отрицательно повлиять на механические свойства сплава, поэтому его содержание не может превышать допустимую норму. При низких температурах могут снижаться механические характеристики металла, если происходит сильная первичная ликвация в процессе кристаллизации.
К главным преимуществам стали нужно отнести высокую пластичность и ударную вязкость. Среди недостатков — невысокая устойчивость к коррозии в среде с ионами хлора и в серной и соляной кислоте.
Технические свойства
Марка нержавеющей стали 12Х18Н10Т имеет свои технические характеристики:
- Удельный вес (плотность) — 7920 кг/м3
- Термическая обработка — закалка 1060-1100оС (вода)
- Температурный режим: ковки — в начале 1200оС, с конца 850оС, сечение 350 мм охлаждается на воздухе
- Твердость сплава — НВ 10-1=179МПа
- Свариваемость металла — не имеет ограничений, способы сварки — РДС, КТС, ЭШС, желательно с последующей термообработкой
- Обработка резанием возможна только в закаленном состоянии при HB 169 и σв=610 МПа, Кu тв. спл=0,85, Кu б. ст=0,35
- Жаростойкость: в воздухе при температуре 650 °С 2-3 группа стойкости, при температуре 750 °С 4-5 группа стойкости
- Максимальная выносливость σ-1=279 МПа, n=107
- Флокеночувствительность — отсутствует.
Как легирование влияет на состав?
Здесь важно начать с того, что эта марка сплава, как говорилось ранее, относится к аустенитному классу. Это значит, что она проходит стандартную процедуру закаливания при температуре 1050 градусов по Цельсию, а затем охлаждается в воде
Структура стали сильно напоминает раствор.
Кроме того, не происходит каких-либо изменений при нагреве под горячую пластическую деформацию, а также при охлаждении до -196 градусов. Если долго выдерживать сырье в температурном режиме от 450 до 650 градусов, то начнет происходить выделение карбидов хрома. Это вызовет возникновение такого дефекта, как межкристаллитная коррозия.
Однако здесь же важно понимать, что хром – это один из важнейших элементов, содержащихся в составе. Количество этого химического вещества в составе находится в пределах от 17 до 19%
Именно он дает конечному сплаву очень высокую стойкость к коррозии и обеспечивает способность к пассивации.
