Нержавіюча сталь марки 12х18н10т
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
ОсобливостііХарактеристикисталі 12Х18Н10Т
Сучасний розвиток людства нерозривно пов'язане з розробкою нових технологій, створенням нових матеріалів для застосування в різних галузях промисловості та продовження терміну служби деталей, машин і обладнання, що створюються.
Одним з найважливіших етапів у розвитку металургії було створення та освоєння нержавіючих сталей. Розглянемо найбільш використовувану та поширену сталь 12Х18Н10Т - виявимо переваги, недоліки, вплив легуючих елементів на властивості сталі та можливість використання її у різних галузях промисловості.
Хімічний склад
Сталь 12х18н10т - нержавіюча титановмісна сталь аустенітного класу (визначаємо за діаграмою Шеффлера, Рис.1). Хімічний складрегламентований ГОСТ 5632-72 нержавіючої сталі аустенітного класу. Переваги: висока пластичність та ударна в'язкість.
Малюнок 1.
Оптимальною термічною обробкою для цих сталей є загартування з 1050 про С-1080 про С в H2O, після загартування механічні властивості характеризуються максимальною в'язкістю та пластичністю, не високими міцністю та твердістю.
Термообробка сталі необхідна для того, щоб надати матеріалу певні властивості. Наприклад, підвищену пластичність, зносостійкість, підвищену твердість чи стійкість. Усіми цими якостями може похвалитися лист 12х18н10т.
Процес термічної обробки можна поділяти на чотири види:
1. Відпал. Цей процес термообробки дозволяє досягти рівномірної структури. Відпал проходить у три етапи: сталь нагрівають до певної температури, потім витримують за певної температури, а потім повільно охолоджують у печі. Рівномірна структура виходить тільки при відпалі другого роду, при першому роді жодних структурних змін не відбувається.
2. Загартування. Цей вид термообробки дозволяє створити сталь із різноманітною структурою та властивостями. Весь технологічний процес проходить у три стадії: за певної заданої температури відбувається нагрівання сталі, потім її витримка при тій же температурі і на відміну від відпалу швидке охолодження.
3. Відпустка. Цю технологію термічної обробки використовують, щоб зменшити внутрішню напругу матеріалу.
4. Нормалізація. Цей різновид термообробки також ведеться в три прийоми: нагрівання, витримка та охолодження. Температуру задають перших двох стадій, а третю стадію проводять у повітрі.
Щоб отримати якісний лист 12х18н10т, необхідно провести процес термообробки правильно. Насамперед увагу звертають на властивості сталі, а саме її експлуатаційні та технологічні характеристики. Вони найбільш важливі при виготовленні певних деталей та виробів, таких як лист 12х18н10т. З урахуванням марки сталі процес загартування проходить у температурному діапазоні 530-1300оС. Через термообробку можна значно змінити структуру металу.
Механічні властивості
|
Термообробка, стан постачання |
Перетин, мм |
|||||
|
Прутки. Закакла 1020-1100 ° С, повітря, олія чи вода. |
||||||
|
Прутки шліфовані, оброблені на задану міцність. |
||||||
|
Прутки нагартовані |
||||||
|
Листи гарячекатані або холоднокатані. Загартування 1000-1080 ° С, вода або повітря. |
||||||
|
Листи гарячекатані або холоднокатані. Загартування 1050-1080 ° С, вода або повітря. |
||||||
|
Листи гарячекатані або холоднокатані нагартовані |
||||||
|
Ковки. Загартування 1050-1100 ° С, вода або повітря. |
||||||
|
Дріт термооброблений |
||||||
|
Безшовні труби гарячедеформовані без термообробки. |
Механічні властивості при підвищених температурах
|
t випробування, °C |
|||||||
Аустенітні сталі використовують як жароміцні при температурах до 600 о С. Основними легуючими елементами є Cr-Ni. Однофазні сталі мають стійку структуру однорідного аустеніту з незначним вмістом карбідів Ti (для попередження міжкристалітної корозії. Така структура виходить після гарту з температур 1050 С-1080 С). Сталі аустенітного та аустенітно-феритного класів мають відносно невеликий рівень міцності (700-850МПа).
Розглянемо особливості впливу легуючих елементів на структуру сталі 12Х18Н10Т.
Хром, вміст якого в цій сталі становить 17-19%, є основним елементом, що забезпечує здатність металу до пасивації і забезпечує її високу корозійну стійкість. Легування нікелем переводить сталь в аустенітний клас, що має принципово важливе значення, оскільки дозволяє поєднувати високу технологічність сталі з унікальним комплексом. експлуатаційних характеристик. У присутності 0,1% вуглецю сталь має при >900 про З повністю аустенітну структуру, що пов'язано з сильною аустенітоутворюючою дією вуглецю. Співвідношення концентрацій хрому та нікелю надає специфічний вплив на стабільність аустеніту при охолодженні температури обробки на твердий розчин (1050-1100 С). Крім впливу основних елементів, необхідно враховувати також присутність у сталі кремнію, титану та алюмінію, що сприяють утворенню фериту.
Розглянемо методи зміцнення сталі 12Х18Н10Т.
Одним із способів зміцнення сортового прокату є високотемпературна термічна обробка (ВТМО). Можливості зміцнення за допомогою ВТМО досліджували на комбінованому напівбезперервному стані 350 виробничого об'єднання «Кіровський завод». Заготівлі (100х100 мм, довжиною 2,5 - 5 м) нагрівали в методичній печі до 1150 - 1200 про З і витримували при цих температурах 2-3 години. Прокатку виконували за звичайною технологією; готові прутки діаметром 34 мм надходили в загартовані ванни, заповнені проточною водою, де охолоджувалися щонайменше 90 з. Найбільшу міцність мав прокат, підданий ВТМО при найменших температурі деформації та проміжку часу від кінця прокатки до загартування. Так, при ВТМО стали 08Х18Н10Т межа плинності збільшився на 45-60% порівняно з його рівнем після звичайної термічної обробки (ВТО) та в 1,7-2 рази порівняно з ГОСТ 5949-75; Пластичні властивості у своїй знизилися незначно і залишилися лише на рівні вимог стандарту.
Нержавіюча сталь 12Х18Н10Т зміцнилася більше ніж сталь 08Х18Н10Т проте розуміцнення у міру збільшення температури зростало переважно внаслідок зниження стійкості сталі проти розміцнення при підвищенні вмісту вуглецю. Короткочасні високотемпературні випробування показали, що більше високий рівеньміцності термомеханічно зміцненого прокату, виявлений при кімнатній температурі, Зберігається і при підвищених температурах. При цьому сталь після ВТМО розміцнюється з підвищенням температури меншою мірою, ніж сталь після ОТО.
Хромонікелеві нержавіючі сталі використовують для зварних конструкцій у кріогенній техніці при температурі до -269 о С, для ємнісного, теплообмінного та реакційного обладнання, у тому числі для паронагрівачів та трубопроводів високого тискуз температурою експлуатації до 600оС, для деталей пічної апаратури, муфелів, колекторів вихлопних систем. Максимальна температура застосування жаростійких виробів із цих сталей протягом 10000 год становить 800 про З, температура початку інтенсивного окалинообразования становить 850 про З. При безперервній роботі сталь стійка проти окислення повітря і в атмосфері продуктів згоряння палива за температур<900 о С и в условиях теплосмен <800 о С.
Корозійностійка сталь 12Х18Н10Т використовується для виготовлення зварної апаратури в різних галузях промисловості, а також конструкцій, що працюють в контакті з азотною кислотою та іншими окисними середовищами, деякими органічними кислотами середньої концентрації, органічними розчинниками, в атмосферних умовах і т.д. Сталь 08Х18Н10Т рекомендується для зварних виробів, що працюють у середовищах вищої агресивності, ніж сталь 12Х18Н10Т і має підвищену опірність міжкристалітної корозії.
Таким чином, завдяки унікальному поєднанню властивостей і характеристик міцності, нержавіюча сталь 12Х18Н10Т знайшла найширше застосування практично у всіх галузях промисловості, вироби з цієї сталі мають тривалий термін служби і незмінно високі характеристики протягом усього терміну служби.
Зварювання сталі 12Х18Н10Т
Зварювання сталі – основний технологічний процес практично будь-якого виробництва виробів із металу. З VII століття до нашої ери і донині зварювання широко застосовується як основний спосіб утворення нероз'ємних з'єднань металів. Із самого зародження і аж до ХІХ століття н.е. у застосовувався метод ковальського зварювання металів. Тобто. деталі, що зварюються, нагрівалися і потім спресовувалися ударами молота. Ця технологія досягла свого піку до середини XIX століття, коли по ній стали виготовляти навіть такі відповідальні вироби, як залізничні рейки та магістральні трубопроводи.
Однак зварні з'єднання, особливо в масовому, промисловому масштабі відрізнялися невисокою надійністю та нестабільною якістю. Це часто призводило до аварій через руйнування деталі у місці шва.
Відкриття електродугового нагріву та високотемпературного газо-кисневого горіння поряд із збільшеними вимогами до якості зварного з'єднання зробили потужний технологічний прорив у галузі зварювання, внаслідок чого створилася технологія безкованого зварювання – такої, яку ми звикли спостерігати сьогодні.
З появою легованої сталі процеси зварювання ускладнилися у зв'язку з необхідністю запобігання карбідації легуючих елементів, переважно - хрому. З'явилися методи зварювання в інертних середовищах або флюсом, а також технології долегування зварного шва.
Розглянемо особливості зварювання аустенітних сталей на прикметі найпоширенішої нержавіючої сталі 12Х18Н10Т.
Сталь 12Х18Н10Тставитися до добре зварюваних. Характерною особливістю зварювання цієї сталі є міжкристалітної корозії. Вона розвивається у зоні термічного впливу за нормальної температури 500-800?С. При перебуванні металу в такому критичному інтервалі температур за межами зерен аустеніту випадають карбіди хрому. Все це може мати небезпечні наслідки - тендітні руйнування конструкції в процесі експлуатації. сталь хімічний склад зварювання
Щоб домогтися стійкості сталі, потрібно виключити або послабити ефект випадання карбідів і стабілізувати властивості сталі в місці зварного шва.
При зварюванні високолегованих сталей використовують електроди із захисно-легуючим покриттям основного виду у поєднанні з високолегованим електродним стрижнем. Застосування електродів з покриттям основного виду дозволяє забезпечити формування наплавленого металу необхідного хімічного складу, а також інших властивостей за допомогою високолегованого електродного дроту та долегування через покриття.
Поєднання легування через електродний дріт та покриття дозволяє забезпечити не тільки гарантований хімічний склад у межах паспортних даних, але й деякі інші властивості, призначені для зварювання аустенітних сталей 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т та подібних до них.
Зварювання високолегованих сталей під флюсом здійснюють із застосуванням або нейтральних по кисню фторидних флюсів, або захисно-легують у поєднанні з високолегованим електродним дротом. З металургійної точки зору для зварювання високолегованих сталей найбільш раціональні фторидні флюси типу АНФ-5, які забезпечують гарний захист та металургійну обробку металу зварювальної ванни та дозволяє легувати зварювальну ванну титаном через електродний дріт. При цьому процес зварювання малочутливий до утворення пор у металі шва через водень. Однак фторидні безкисневі флюси мають відносно низькі технологічні властивості. Саме низькі технологічні властивості фторидних флюсів спричиняють широке використання для зварювання високолегованих сталей флюсів на основі оксидів.
Зварювання високолегованих сталей зниження ймовірності формування структури перегріву, зазвичай, виконують на режимах, характеризуються малою величиною погонної енергії. При цьому перевагу віддають швам малого перерізу, які отримують при використанні електродного дроту невеликого діаметру (2-3мм). Оскільки високолеговані сталі мають підвищений електроопір і знижену електропровідність, то при зварюванні виліт електрода з високолегованої сталі зменшують в 1,5-2 рази в порівнянні з вильотом електрода з вуглецевої сталі.
При дуговому зварюванні як захисні гази використовують аргон, гелій (рідше), вуглекислий газ.
Аргонодуговое зварювання виконують плавляться і плавляться вольфрамовими електродами. Електродом, що плавиться, зварюють на постійному струмі зворотної полярності, використовуючи режими, що забезпечують струменеве перенесення електродного металу. У деяких випадках (в основному при зварюванні аустенітних сталей) для підвищення стабільності горіння дуги і особливо зниження ймовірності утворення пор через водень при зварюванні електродом, що плавиться, використовують суміші аргону з киснем або вуглекислим газом (до 10%).
Зварювання вольфрамовим електродом, що не плавиться, в основному здійснюють на постійному струмі прямої полярності. У деяких випадках за наявності у сталях значної кількості алюмінію використовують змінний струм для забезпечення катодного руйнування оксидної плівки.
Застосування дугового зварювання в атмосфері вуглекислого газу дозволяє знизити ймовірність утворення пор у металі шва через водень; при цьому забезпечується відносно високий коефіцієнт переходу елементів, що легко окислюються. Так, коефіцієнт переходу титану із дроту сягає 50%. При зварюванні в атмосфері аргону коефіцієнт переходу титану із дроту становить 80-90%. При зварюванні у вуглекислому газі сталей, що мають високий вміст хрому і низький вміст кремнію, на поверхні шва утворюється тугоплавка оксидна плівка, що важко видаляється. Її присутність ускладнює проведення багатошарового зварювання.
При зварюванні сталей з малим вмістом вуглецю (нижче 0,07-0,08%) можливе вуглерожування наплавленого металу. Перехід вуглецю у зварювальну ванну посилюється за наявності в електродному дроті алюмінію, титану, кремнію. У разі зварювання глибокоаустенітних сталей деяке навуглерожування металу зварювальної ванни у поєднанні з окисленням кремнію знижує ймовірність утворення гарячих тріщин. Однак вуглерожування може змінити властивості металу шва і, зокрема, зменшити корозійні властивості. Крім того, спостерігається підвищене розбризкування електродного металу. Наявність бризок на поверхні металу знижує корозійну стійкість.
Технології зварювання високолегованих нержавіючих сталей постійно вдосконалюються. На даному етапі при строгому дотриманні технологічного процесу якість зварного шва нержавіючої сталі практично не поступається за своїми властивостями металу деталей, що з'єднуються і гарантує найвищу надійність зварного з'єднання.
Освіта Дефектоу зварних з'єднаннях при зварюванні
При зварюванні плавленням найчастішими дефектами зварних з'єднань є неповномірність шва, нерівномірна його ширина та висота (рис. 1), велика лускатість, бугристість, наявність сідловин. При автоматичному зварюванні дефекти виникають внаслідок коливання напруги в мережі, проковзування дроту в роликах, що подають, нерівномірної швидкості зварювання з-за люфтів в механізмі пересування, неправильного кута нахилу електрода, протікання рідкого металу в зазор. При ручному та напівавтоматичному зварюваннях дефекти можуть бути викликані недостатньою кваліфікацією зварювальника, порушенням технологічних прийомів, поганою якістю електродів та інших зварювальних матеріалів.
Рис. 2. Дефекти форми та розмірів шва: а – неповномірність шва; б – нерівномірність ширини стикового шва; в – нерівномірність по довжині катета кутового шва; h - необхідна висота посилення шва
Для зварювання тиском (наприклад, точковою) характерними дефектами є нерівномірний крок точок, глибокі вм'ятини, зміщення осей деталей, що стикуються.
Порушення форми та розмірів шва часто свідчить про наявність таких дефектів, як напливи (натіки), підрізи, пропали та незавірені кратери.
Напливи(натек) (рис. 2) утворюються найчастіше при зварюванні горизонтальними швами вертикальних поверхонь в результаті натікання рідкого металу на кромки холодного основного металу. Вони можуть бути місцевими, у вигляді окремих застиглих крапель, або мати значну довжину вздовж шва. Причинами виникнення напливів є велика величина зварювального струму, довга дуга, неправильне положення електрода, великий кут нахилу виробу при зварюванні на підйом і спуск. У кільцевих швах напливи утворюються при недостатньому чи надмірному зміщенні електрода з зеніту. У місцях напливів часто виявляються непровари, тріщини та інші дефекти.
Підрізиявляють собою поглиблення (канавки), що утворюються в основному металі вздовж краю шва при завищеному зварювальному струмі та довгій дузі, так як у цьому випадку збільшується ширина шва та сильніше оплавляються кромки. При зварюванні кутовими швами підрізи виникають в основному через зміщення електрода у бік вертикальної стінки, що викликає значне розігрів, плавлення та стікання її металу на горизонтальну полицю. В результаті на вертикальній стінці з'являються підрізи, а на горизонтальній полиці – напливи. При газовому зварюванні підрізи утворюються через підвищену потужність зварювального пальника, а при електрошлаковій - через неправильну установку формуючих повзунів.
Підрізи призводять до ослаблення перерізу основного металу і можуть стати причиною руйнування зварного з'єднання.
Рис3. Зовнішні дефекти: а - стикових; б – кутових; 1 – наплив; 2 – підріз.
Пропали- це проплавлення основного чи наплавленого металу з можливим утворенням наскрізних отворів. Вони виникають внаслідок недостатнього притуплення кромок, великого зазору між ними, підвищеного зварювального струму або потужності пальника при невисоких швидкостях зварювання. Особливо часто пропали спостерігаються у процесі зварювання тонкого металу та при виконанні першого проходу багатошарового шва. Крім того, пропалювання можуть мати місце в результаті поганого підібгання флюсової подушки або мідної підкладки (автоматичне зварювання), а також при збільшенні тривалості зварювання, малому зусиллі стиснення і наявності забруднень на поверхнях деталей або електродах (точкова і шовна контактні зварювання).
Незаварені кратериутворюються у разі різкого обриву дуги наприкінці зварювання. Вони зменшують переріз шва і можуть бути осередками утворення тріщин.
Розміщено на Allbest.ru
...Подібні документи
Історія відкриття нержавіючої сталі. Опис легуючих елементів, що надають стали необхідні фізико-механічні властивості та корозійну стійкість. Типи нержавіючої сталі. Фізичні властивості, способи виготовлення та застосування різних марок сталі.
реферат, доданий 23.05.2012
Механічні властивості стали за підвищених температур. Технологія плавки сталі в дуговій печі. Очищення металу від домішок. Інтенсифікація окисних процесів. Підготовка печі до плавки, завантаження шихти, розливання сталі. Розрахунок складових завалки.
курсова робота , доданий 06.04.2015
Механізми зміцнення низьколегованої сталі HC420LA. Дисперсійне твердіння. Технологія виробництва. Механічні властивості високоміцної низьколегованої сталі марки, що досліджується. Рекомендований хімічний склад. Параметри та властивості сталі.
контрольна робота , доданий 16.08.2014
Поняття та сфери використання стали в сучасній промисловості, її класифікація та різновиди. Порядок та критерії визначення зварюваності сталі. Механізм підготовки стали до зварювання, види дефектів та етапи їх усунення, економічна ефективність.
курсова робота , доданий 28.01.2010
Виробництво сталі у кисневих конвертерах. Леговані сталі та сплави. Структура легованої сталі. Класифікація та маркування сталі. Вплив легуючих елементів на властивості сталі. Термічна та термомеханічна обробка легованої сталі.
реферат, доданий 24.12.2007
Будова та властивості сталі, вихідні матеріали. Виробництво сталі в конвертерах, мартенівських печах, дугових електропечах. Виплавлення сталі в індукційних печах. Раптування сталі. Розливання сталі. Спеціальні види електрометалургії стали.
реферат, доданий 22.05.2008
Характеристика рейкової сталі - вуглецевої легованої сталі, яка легується кремнієм та марганцем. Хімічний склад та вимоги до якості рейкової сталі. Технологія виробництва. Аналіз виробництва рейкової сталі із застосуванням модифікаторів.
реферат, доданий 12.10.2016
Умови експлуатації та особливості ливарних властивостей сплавів. Механічні властивості стали 25Л, хімічний склад та вплив домішок на її властивості. Послідовність виготовлення виливки. Процес виплавки сталі та схема пристрою мартенівської печі.
курсова робота , доданий 17.08.2009
Конструкційні сталі із підвищеним вмістом вуглецю. Якість та працездатність пружини. Маркування та основні характеристики пружинних сталей. Основні механічні властивості ресорно-пружинної сталі після спеціальної термічної обробки.
курсова робота , доданий 17.12.2010
Стали конструкційні вуглецеві звичайної якості. Механічні властивості гарячекатаної сталі. Стали вуглецеві якісні. Леговані конструкційні сталі. Низьколегований сплав, середньовуглецева або високовуглецева сталь.
Нержавіюча жароміцна сталь 12х18н10тє зручним і практичним матеріалом для виготовлення металоконструкцій різного призначення. Сталь має аустенітну структуру, а також наступний хімічний склад, згідно з ГОСТ 5632-72:
- хром – 17-19%;
- вуглець – 0,12%;
- кремній – 0,8%;
- марганець – 2%;
- фосфор – 0,035%;
- сірка – 0,02%;
- нікель – 9-11%;
- мідь – 0,3%;
- титан – 0,8%.
Сталь 12х18н10т (аналог AISI 321) відрізняється високими показниками пластичності, ударної в'язкості, а також стійкості до корозії та високих температур. При необхідності покращити механічні властивості сталі вона може бути піддана загартування, правда в такому разі знизяться характеристики міцності та твердості. Магнітні властивості у сталі відсутні. Сталь дуже зручна в обробці: вона легко формується, зварюється та механічно обробляється. Щоб запобігти утворенню міжкристалітної корозії, проводиться стабілізація титаном. Сталь застосовується в таких сферах, як машинобудування та будівництво, а також у харчовій, хімічній, паливно-енергетичній та целюлозно-паперовій промисловості. Залежно від вмісту легуючих елементів існують різні види нержавіючої сталі (наприклад, AISI 304, AISI 316, AISI 430із зарубіжної класифікації). В даний час на ринку потрібні такі види заготовок зі сталі 12х18н10т, як труба, лист, прутки круглого та квадратного перерізу.
Труби з нержавіючої сталі
Основними сферами застосування труби є виготовлення металевих конструкцій та прокладання трубопроводів. Існує безліч безшовних труб різного перерізу та товщини металу (наприклад, 25х2 12х18н10т). Трубаз нержавіючої сталі широко використовується в машинобудуванні завдяки високій надійності і міцності. Так, вона потрібна при виробництві ємностей, теплообмінників, кріогенних та реакційних установок. Крім цього, труба відповідає суворим нормативам харчової промисловості, оскільки здатна успішно контактувати з органічними розчинниками та неконцентрованими кислотами.
Лист нержавіючий
На ринку представлений як холоднокатаний, так і гарячекатаний нержавіючий лист. Технічні умови листів регулюються ГОСТ 5582-75 та ГОСТ 7350-77. Сферою їх застосування є виробництво різних збірних та зварних конструкцій з високими вимогами до механічного навантаження, корозійної стійкості та високих температур (наприклад, вихлопні системи, теплообмінні установки тощо).
Прокат сортовий нержавіючий
Для виробництва різних металоконструкцій використовуються прутки із нержавіючої сталі круглого або квадратного перерізу (наприклад, AISI 201 коло). Діаметр прутків може коливатися від 8 до 320 мм (для кола), а бік – від 6 до 250 мм (для квадрата).
Застосування
Сталь цієї марки має стала вельми поширеною у промисловості. Вона використовується для виготовлення деталей, робоча температура яких сягає 600 градусів за Цельсієм. Вона стійка до впливу агресивних середовищ, тому з неї виробляють елементи, що працюють під великим тиском, в розчинах солей і лугів, різних кислот.
Крім цього, сталь 12Х18Н10Т застосовується у процесі виробництва насосів Км, транспортних стрічок, відрізних кіл, вагонів поїздів тощо. Також сталь даного типу можна зустріти в енергетичній промисловості, системах гарячого та холодного водопостачання, харчовій та хімічній промисловостях.
Виробництво виконується на високоякісному обладнанні останнього покоління. Спочатку виконується обробка заготовок, температура при цьому становить понад 1000 градусів за Цельсієм. Далі виробляють загартування холодною водою.
Сталевий прокат
Сталь марки 12Х18Н10Т має кілька видів, проте найбільш затребуваними є труби та листи.
Труба стійка до розвитку корозій, завдяки чому має ширшу сферу застосування, ніж листи. Вона використовується у будівництві як житлових, так і промислових об'єктів. Крім цього, труби часто вибирають для будівництва трубопроводів та оснащення котелень, де робота безпосередньо пов'язана із середовищами високого тиску. Лист простий і практичний у використанні, стійкий до несприятливих впливів зовнішнього середовища. Це відрізняє його від сталевого прокату інших видів. Відмінною рисою труб та листів 12Х18Н10Т є відсутність необхідності додаткової обробки.
Хімічний склад
Всі переваги та механічні властивості стали обумовлені її хімічним складом:
- 19-20% хрому гарантують високу стійкість до корозії.
- 12% нікелю забезпечують можливість використання під час роботи з агресивними середовищами, кислотами.
- Титан захищає сталь від утворення згубних для металу хрому карбідів.
- Кремній відповідає за високу міцність металу та зносостійкість виробів із нього.
- Крім перерахованих компонентів у складі представлений кисень, водень, азот та інші метали.
| Механічні властивості сталі 12Х18Н10Т (старий Х18Н10Т) | ||||||
| ГОСТ | Стан постачання, режими термообробки | Перетин, мм | σ 0,2 (МПа) | σ в (МПа) | δ 5 (%) | ψ % |
| ГОСТ 5949-75 | Прутки. Загартування 1020-1100 ° С, повітря, масло або вода. | 60 | 196 | 510 | 40 | 55 |
| ГОСТ 18907-73 | Прутки шліфовані, оброблені на задану міцність. Прутки нагартовані. |
- До 5 |
- - |
590-830 930 |
20 - |
- - |
| ГОСТ 7350-77 (Зразки поперечні) ГОСТ 5582-75 (Зразки поперечні) |
Листи гарячекатані та холоднокатані: - загартування 1000-1080 ° С, вода або повітря. - загартування 1050-1080 ° С, вода або повітря. - нагартовані |
Св. 4 До 3,9 До 3,9 |
236 205 - |
530 530 880-1080 |
38 40 10 |
- - - |
| ГОСТ 18143-72 | Дріт термооброблений. | 1,0-6,0 | - | 540-880 | 20 | - |
| ГОСТ 9940-8 | Труби безшовні гарячедеформовані без термообробки | 3,5-32 | - | 529 | 40 | - |
| Фізичні властивості стали 12Х18Н10Т (стара назва Х18Н10Т) | ||||||
| T (Град) | E 10 - 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 1.98 | 15 | 7920 | 725 | ||
| 100 | 1.94 | 16.6 | 16 | 462 | 792 | |
| 200 | 1.89 | 17 | 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 | |||||
Розвиток нашої цивілізації безпосередньо пов'язаний з винаходом нових технологій, отриманням нових матеріалів з метою застосування у різноманітних галузях промисловості та збільшення терміну експлуатації створених деталей, механізмів та обладнання.
Найважливішим етапом у розвитку металургії було створення нержавіючої сталі.
У цій статті ми докладно розглянемо найбільш поширену марку нержавіючої сталі 12Х18Н10Т – спробуємо визначити її переваги, недоліки, розглянемо вплив легуючих елементів на властивості нержавіючої сталі та можливість застосування її у різних галузях промисловості.
Сталь 12Х18Н10Т легуючі елементи
Сталь марки – нержавіюча титановмісна сталь аустенітного класу. Хім. склад марки затверджений ГОСТ 5632-72 нержавіючої сталі аустенітного класу. Основні переваги: велика пластичність та ударна в'язкість.
Найкращою термічною обробкою для сталей цього класу є загартування з температурою 1050 0 С-1080 0 Су воді, після процесу загартування хутро. властивості сталі відрізняються високою в'язкістю та пластичністю, але низькими міцністю та твердістю.
Сталі аустенітного класу використовують як жароміцні при температурах до 600 0 СГоловними легуючими елементами є Хром та Нікель. Однофазні сталі мають стійку структуру однорідного аустеніту з невеликим вмістом карбідів Tитану (для уникнення міжкристалітної корозії. Подібна структура утворюється після процесу загартування з температур 1050 0 С-1080 0 С). Аустенітні та і аустенітно-феритові сталі мають відносно невеликий рівень міцності. (700-850МПа).
Сталь 12Х18Н10Т - вплив легуючих елементів на механічні властивості
Зупинимося докладніше на особливостях впливу легуючих елементів на структуру нержавіючої сталі 12Х18Н10Т.
Хром, процентний вміст якого в 12Х18Н10Т становить від 17- до 19%, є головним елементом, що забезпечує здатність металу до пасивації та зумовлює високі антикорозійні властивості сталі марки 12Х18Н10Т. Легування нікелем визначає сталь в аустенітний клас, що дозволяє поєднувати велику технологічність нержавіючої сталі з відмінним комплексом експлуатаційних характеристик. При вмісті 0,1% вуглецю, 12Х18Н10Т при температурі понад 900 0 Смає повністю аустенітну структуру, це зумовлено сильним аустенітоутворюючим впливом C (вуглецю). Відповідність концентрацій Cr і Ni специфічно позначається стабільності аустеніту при зниженні температури обробки на твердий розчин (1050 0 С-1100 0 С). Крім впливу основних елементів, також важливо брати до уваги присутність у нержавіючій сталі Кремнію (Si), титану (Ti) і алюмінію (Al), що сприяють утворенню фериту.
Сталь 12Х18Н10Т методи зміцнення
Зупинимося на методах зміцнення нержавіючої сталі марки 12Х18Н10Т.
Одним із поширених способів збільшення міцності сортового металопрокату є високотемпературна термічна обробка (ВТМО). При вивченні можливості збільшення міцності із застосуванням технології ВТМО, з'ясувалося, що найкраща міцність була у прокату, підданого високотемпературної термічної обробки при мінімальних температурі деформації та відрізку часу від кінця прокатки до загартування. Так, при ВТМОсталі 08Х18Н10Тмежа плинності підвищилася на 45-60% порівняно з аналогічним рівнем після звичайної термообробки (ОТО) та в 1,7-2 рази порівняно з ГОСТ 5949-75. Властивості пластичності при цьому зменшилися ненабагато і не вийшли за межі допустимих значень стандарту.
Травлення марок 12Х18Н10Т та 08Х18Н10Т
У сталі марки 12Х18Н10Т міцність збільшилася більше ніж у сталі марки 08Х18Н10Т , тим часом зниження міцності принаймні збільшення температури збільшувалося більшою мірою через зниження межі стійкості сталі проти зміцнення зі збільшенням вмісту вуглецю. Короткочасні високотемпературні тести показали, що найбільший рівень міцності термомеханічно зміцненого прокату, визначений за кімнатної температури, продовжує зберігатися і при збільшених температурах. При цьому нержавіюча сталь після ВТМО втрачає міцність з підвищенням температури, менше, ніж сталь після нормальної термообробки.
Сталь 12Х18Н10Т - сфера застосування
Хромонікелеві нержавіючі сталі застосовують для зварних конструкцій у кріогенній техніці при низьких температурах. -269 0, для ємнісного, теплообмінного та реакційного обладнання, а також для паронагрівачів, водонагрівачів та трубопроводів високого тиску з граничною температурою застосування. 600 0 С,для деталей пічної апаратури, муфелів, колекторів вихлопних систем. Найбільша температура застосування жаростійких виробів з подібних сталей у проміжку часу до 10000 годин становить 800 0 С при температурі 850 0 Спочинається процес інтенсивного окалиноутворення. При безперервному робочому навантаженні сталь 12Х18Н10Т зберігає антиокислювальні властивості на повітрі та в атмосфері продуктів згоряння палива за температур до 900 0 С, а в умовах теплозмін до 800 0 С.
Корозійно-стійка сталь марки 12Х18Н10Т широко застосовується для виготовлення зварної апаратури в різноманітних галузях промисловості, а також металоконструкцій, що працюють у контакті з агресивними середовищами - азотною кислотою та іншими окисними середовищами, певними органічними кислотами невеликої концентрації, органічними розчинниками та. Нержавіюча сталь 08Х18Н10Т застосовується для зварних виробів, що працюють у більш агресивних середовищах, ніж сталь 12Х18Н10Т і має високий ступінь опірності міжкристалітної корозії.
В результаті, унікальне поєднання властивостей та характеристик міцності, дозволив нержавіюча сталь марки 12Х18Н10Т знайти найширше застосування у більшості галузей промисловості, вироби зі сталі цієї марки мають високі характеристики протягом тривалого терміну служби.
Жароміцна та корозійностійка нержавіюча сталь аустенітного класу. Основні властивості, хімічний склад та рекомендації щодо застосування регламентуються за ГОСТ 5632-72. Зарубіжним аналогом є сталь марки AISI 321.
Таблиці з хімічним аналізом та закордонними аналогами дивіться нижче.
| 1.4541 |
| 1.4878 |
| X10CrNiTi18-10 |
| X12CrNiTi18-9 |
| X6CrNiTi18-10 |
| Z10CNT18-10 |
| Z10CNT18-11 |
| Z6CNT18-10 |
| Z6CNT18-12 |
| 321S31 |
| 321S51 |
| 321S59 |
| LW18 |
| LW24 |
| X6CrNiTi18-10 |
| 1.4541 |
| 1.4878 |
| X10CrNiTi18-10 |
| X6CrNiTi18-10KT |
| X6CrNiTi18-11 |
| X6CrNiTi18-11KG |
| X6CrNiTi18-11KT |
| 0Cr18Ni10Ti |
| 0Cr18Ni11Ti |
| 0Cr18Ni9Ti |
| 1Cr18Ni11Ti |
| H0Cr20Ni10Ti |
Сталь 12Х18Н10Т має високу пластичність, ударну в'язкість, корозійну і термічну стійкість. Поліпшити механічні властивості сталі можна за допомогою гарту. Щоправда у разі знижується її міцність і твердість. Магнітні властивості відсутні. Нержавіюча сталь 12Х18Н10Тлегко обробляється, формується та зварюється у різний спосіб. Завдяки стабілізації титаном вона не схильна до міжкристалітної корозії.
Застосовується у будівництві, машинобудуванні, харчовій, хімічній, паливній та целюлозно-паперовій промисловості.
08Х18Н10ТСталь 08Х18Н10Т -жароміцна та корозійностійка нержавіюча сталь аустенітного класу. Перші цифри позначають відсоткове вміст вуглецю, наступні відповідає основним легуючим елементам. Позначення та характеристики матеріалу регламентуються за ГОСТ 5632-72.
Зарубіжним аналогом є сталь марки AISI 321.
Таблиці з хімічним аналізом та закордонними аналогами дивіться нижче.
| 1.4541 |
| 1.4878 |
| X10CrNiTi18-9 |
| X12CrNiTi18-9 |
| X6CrNiTi18-10 |
| 321F00 |
| Z6CN18-10 |
| Z6CNT18-10 |
| 321S12 |
| 321S18 |
| 321S20 |
| 321S22 |
| 321S31 |
| 1.4541 |
| X10CrNiTi18-10 |
| X6CrNiTi18-10 |
| X6CrNiTi18-11 |
| X8CrNiTi1811 |
| 0Cr18Ni11Ti |
| 1Cr18Ni9Ti |
| OCr18Ni10Ti |
Сталь 08Х18Н10Тстійка до окиснення за високих температур. Немагнітний. Зварювання сталі проводиться без підігріву та подальшої термообробки. Завдяки стабілізації титаном, матеріал не піддається міжкристалітній корозії навіть при зварюванні в несприятливих умовах. Для зміцнення сталі 08Х18Н10Твикористовується спосіб загартування. Після неї механічні властивості характеризуються максимальною в'язкістю та пластичністю, але меншою міцністю та твердістю. Сталь 08Х18Н10Твідрізняється підвищеною опірністю до міжкристалітної корозії та дії агресивних середовищ у порівнянні з 12Х18Н10Т. За більшістю експлуатаційних параметрів ці марки схожі.
Нержавіюча сталь 08Х18Н10Тзастосовується у машинобудуванні, будівництві, електроенергетиці, харчовій, легкій, паливній та хімічній промисловості.