Расшифровать марки сплавов 12х18н10т
Электрошлаковая наплавка стали 12Х18Н9Т на другие стали: в ИЭС им. Е. О. Патона проведены опыты по наплавке слоя из стали 12Х18Н9Т на сталь 18Х2М. С целью сохранения в наплавленном слое антикоррозионных свойств исходного электрода наплавку вели без проплавления основного металла. Это достигалось путем стабилизации интервала температур электрошлакового процесса ниже температуры плавления основного металла за счет умеренного кипения шлаков. Заданный температурный интервал процесса был обеспечен благодаря введению во флюс небольшого количества хлористого кальция с температурой кипения 1600°С.
Режим наплавки плавящимся мундштуком: Uc = 30 В; ve = = 150-250 м/ч; скорость наплавки 1,1 м/ч; hs = 40-60 мм; толщина наплавленного слоя 40 мм.
Из наплавленных образцов изготовили микро- и макрошлифы, а также была прокатана полоса толщиной 11 мм. При исследовании микро- и макроструктуры соединения после наплавки и прокатки неравномерностей по толщине плакирования, несплавлений, пор, раковин, зашлаковок и трещин не обнаружено. Для биметалла сталь 18Х2М - сталь 12Х18Н9Т механические свойства: σв = 470 МН/м 2 (47,2 кгс/мм 2 ); σт =350 МН/м 2 (35,4 кгс/мм 2 ); тср = 341 МН/м 2 (34,5 кгс/мм 2 ). Механические свойства наплавленного металла характеризуются следующими показателями: σв = 480 МН/м 2 (48,4 кгс/мм 2 ); σт = 340 МН/м 2 (34,3 кгс/мм 2 ); δ = 45%; ψ = 60%; НВ 140.
С помощью электрошлакового процесса можно осуществлять наплавку композиционных сплавов. При плавлении проволок 6 (рисунок ниже) в шлаковой ванне 4 образуется расплав-связка, который служит матрицей для карбидов, подаваемых через питатель-дозатор 8 в строго заданном количестве. Наплавленный слой 2 состоит из трех слоев с карбидами в центральной части. Такая структура наплавки имеет ряд технологических преимушеств: повышенную стойкость против образования трещин, лучшую обрабатываемость наружной поверхности рабочего слоя, меньший расход дефицитного порошка - релита.
Размеры наплавленного слоя зависят от геометрии формирующего устройства.
При наплавке слоя сечением 24 X 170 мм четырьмя электродными проволоками диаметром 3 мм поддерживали Uc равным 35 В. Расход релита 350 г/мин, скорость наплавки 1 м/ч.
Электрошлаковая наплавка композиционных слоев опробована при изготовлении малых конусов доменных печей. Благодаря тому, что зерна карбида не успевали расплавиться или раствориться в сравнительно мягкой металлической основе, наплавленный слой имел высокую износостойкость - почти в 2 раза выше, чем после дуговой наплавки.
Температура ковки, °С: начала 1200, конца 850. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
В начале марки легированных сталей могут также присутствовать дополнительные обозначения:
Р — быстрорежущая;
Ш — шарикоподшипниковая;
А — автоматная (не путайте с буквой А в конце названия, говорящей о чистоте стали!);
Э — электротехническая.
Также стоит отметить некоторые особенности таких подвидов легированных сталей:
- в шарикоподшипниковых сталях содержание хрома указывается в десятых долях процента (например, сталь ШХ4 содержит 0,4% хрома);
- в марках быстрорежущей стали после буквы Р сразу ставится число, указывающее содержание вольфрама в процентах. Также все быстрорежущие стали содержат 4% хрома (Х).
Чтобы показать способ раскисления стали, существуют особые буквенные обозначения:
- сп — спокойная сталь;
- пс — полуспокойная сталь;
- кп — кипящая сталь.
Теперь подробно рассмотрим, как расшифровать марку нелегированной стали , которая подразделяется на обыкновенную и качественную.
Обыкновенная нелегированная сталь(Ст3 , Ст3кп) имеет в самом начале буквы Ст. Далее следуют цифры, указывающие содержание углерода в стали в десятых долях процента. В конце могут стоять специальные индексы: например, сталь Ст3кп относится к категории кипящей , о чём говорят буквы кп в самом конце. Отсутствие индекса означает, что эта сталь спокойная . Когда нужно отразить в маркировке гарантию свариваемости , в конце добавляют строчные буквы св . К примеру: Ст3св.
Качественная нелегированная сталь (Ст10, Ст30, Ст20, Ст45) содержит в маркировке двузначное число, указывающее среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Таким образом, марка стали Ст10 содержит 0,1% углерода; Ст30 имеет 0,3% углерода; Ст20 — 0,2%; Ст45 содержит 0,45% углерода.
Конструкционная низколегированная сталь 09Г2С содержит следующие химические элементы: 0,09% углерода, 2% марганца и небольшое количество кремния (приблизительно 1%).
Стали 10ХСНД и 15ХСНД отличаются только разным содержанием углерода: 0,1% и 0,15% соответственно. Хрома (Х), кремния (С), никеля (Н) и меди (Д) здесь очень мало (до 1-1,5%), поэтому цифры за буквой не ставятся.
Качественные стали применяют для производства паровых котлов и сосудов высокого давления. В их маркировке имеется буква К на конце: 20К, 30К, 22К.
Если сталь является литейной конструкционной , то в конце маркировки ставят букву Л. Например: 40ХЛ, 35ХМЛ.
Инструментальные нелегированные стали обозначаются буквой У. Далее следует цифра, выражающая среднее содержание углерода в стали: У10, У7, У8. Если сталь ещё и высококачественная, это также отмечают в маркировке: У8А, У10А, У12А. Если необходимо подчеркнуть увеличенное содержание марганца, применяют дополнительную букву Г. К примеру, существуют стали У8ГА и У10ГА.
Инструментальные легированные стали имеют такое же обозначение, как и конструкционные легированные. Например, марка ХВГ указывает на присутствие трёх главных легирующих элементов: хрома (Х), вольфрама (В) и марганца (Г). Содержание углерода здесь примерно 1%, а потому цифра в начале марки не пишется. Другой вид стали 9ХВГ имеет пониженное содержание углерода в сравнении с ХВГ: здесь углерода 0,9%.
Стали быстрорежущие маркируются буквой Р, после которой ставится содержание вольфрама в %. Разберём в качестве примера сталь Р6М5Ф3 . Она является быстрорежущей (Р), содержит 6% вольфрама, 5% молибдена (М) и 3% ванадия (Ф).
Сталь электротехническая нелегированная (АРМКО) имеет очень малое удельное электрическое сопротивление. Это достигается благодаря минимальному количеству углерода в составе (менее 0,04%). Такую сталь ещё принято называть технически чистым железом . Маркировка электротехнических нелегированных сталей состоит только из цифр. Например: 10880, 21880 и т. д. В каждой цифре заложена важная информация. Самая первая цифра показывает вид обработки: 1 — кованный или горячекатаный; 2 — калиброванный. Вторая цифра сообщает наличие/отсутствие нормируемого коэффициента старения: 0 — без коэффициента; 1 — с коэффициентом. Третья цифра — это группа по основной нормируемой характеристике. Две последние связаны со значениями основной нормируемой характеристики.
Строительная сталь отмечается буквой С, после которой указывается минимальный предел текучести стали. Также применяются дополнительные обозначения: К — повышенная коррозионная стойкость (С390К, С375К); Т — термоупрочнённый прокат (С345Т, С390Т); Д — повышенное содержание меди (С345Д, С375Д).
Алюминиевые сплавы литейные обозначаются буквами АЛ в начале маркировки. Вот некоторые примеры: АЛ4, АЛ19, АЛ27.
Алюминиевые сплавы для ковки и штамповки содержат буквы АК, а далее — условный номер данного сплава: АК6, АК5.
Также существуют деформированные сплавы с содержанием алюминия . Сплав авиаль: АВ, алюминиево-магниевый сплав: АМг; алюминиево-марганцовый сплав: АМц.
Теперь Вы узнали, как расшифровать марку стали с содержанием различных химических элементов. Данная маркировка сталей была разработана ещё в СССР и действует по настоящее время не только на территории Российской Федерации, но и в странах СНГ.
Европейская маркировка сталей подчиняется стандарту EN 100 27. В Японии и Соединённых Штатах имеются свои стандарты. Единой мировой классификации сталей в настоящее время не существует.
Понимая общие правила обозначения марок нелегированных и легированных сталей, а также при грамотной расшифровке марок сталей, можно без труда определить, из какой именно стали изготовлена конкретная деталь. Грамотные сотрудники завода «УралТеплоМонтаж» помогут Вам определить необходимую марку стали, способную выдержать требуемое давление и заданные температурные условия. У нас всегда имеются в наличии (либо под заказ) стальные фитинги для трубопроводов, отводы гнутые и другая трубопроводная арматура из различных марок сталей.
Химический состав сталей 08х18н10т и 12х18н10т
Различия в химическом составе двух сравниваемых сталей, на первый взгляд, незначительны. По своему химическому составу оба сплава относятся к классу нержавеющих легированных жаропрочных аустенитных сталей. Обе стали усилены такой важной добавкой, как титан.
Их химический состав отличается только процентным содержанием углерода. В стали 08х18н10т его до 0,12 %, а в стали 12х18н10т – только не более 0,08 %. Все остальные легирующие элементы введены в сплавы в одинаковом количестве. Однако такое отличие 08х18н10т от 12х18н10т несколько меняет свойства данных сталей, и, естественно, на сферу их применения. Хотя в остальном – стали являются взаимозаменяемыми.
Полный химический состав сталей 08х18н10т и 12х18н10т
| Марки | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | V | Ti | Cu | W | Fe |
| 08х18н10т | <0,08 | <0,8 | <2,0 | <0,035 | <0,02 | 17,0–19,0 | <0,3 | 9,0-11,0 | <0,2 | <0,7 | <0,4 | <0,2 | Остальное |
| 12х18н10т | <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 |
Основные области применения стали 12Х18Н10Т
12Х18Н10Т используется для производства деталей, которые работают при температурах до +600˚С. Применяется сталь при изготовлении изделий, которые можно эксплуатировать в условиях разбавленных кислот, средне агрессивных щелочных и солевых растворов – например, резервуаров и сварных агрегатов. Этому способствуют характеристики 12х18н10т.
Маркировка стали 12Х18Н10Т
12х18н10т расшифровка: «12» – 0,12% углерода, «Х18» – 18% хрома, «Н10» —никеля – 10%, «Т» — титан. Отсутствие цифры при титане означает его содержание не превышает 1,0%−1,5%.
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/см 2 |
| 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 |
Ударная вязкость из стали, KCU, Дж/см 2
| Термообработка | Т= +20 °С | Т= -40 °С | Т= -75 °С |
| Полоса 8х40 мм в состоянии покоя | 286 | 303 | 319 |
Чувствительность стали к охрупчиванию при старении
| Время, часы | Температура, °С | Ударная вязкость, KCU, Дж/см 2 |
| Исходное состояние | - | 274 |
| 5000 | 600 | 186 - 206 |
| 5000 | 650 | 176 - 196 |
Жаростойкость стали
| Среда | Температура, ºС | Группа стойкости или балл |
| Воздух | 650 | 2 - 3 |
| Воздух | 750 | 4 - 5 |
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 стали 12Х18Н10Т – 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.
Пример расшифровки марки стали 12Х18Н10Т
12Х18Н10Т - это популярная сталь аустенитного класса, которая применяется в сварных аппаратах, работающи х в разбавленных растворах кислот, в растворах щелочей и солей, а также в деталях, работающих под большим давлением и в широком диапазоне температур. Итак, что же означают эти загадочные символы, стоящие в названии, и как их правильно объединить?
Две цифры, стоящие в самом начале марки легированной стали, — это среднее содержание углерода в сотых долях процента. В нашем случае, содержание углерода 0,12% . Иногда вместо двух цифр стоит всего одна: она показывает, сколько углерода (C) содержится в десятых долях процента. Если же цифр в начале марки стали вовсе нет, это означает, что углерода в ней довольно приличное число — от 1% и выше.
Буква Х и следующая за ней цифра 18 говорят о том, что в данной марке содержится 18% хрома . Обратите внимание: соотношение элемента в долях процента выражает только первое число, стоящее в начале марки, и это относится только к углероду! Все остальные числа, присутствующие в названии, выражают количество конкретных элементов в процентах.
Далее следует комбинация Н10. Как Вы уже догадались, это 10% никеля .
В самом конце стоит буква Т без каких-либо цифр. Это значит, что содержание элемента слишком мало, чтобы уделять этому внимание. Как правило, около 1% (иногда — до 1,5%). Получается, в данной марке легированной стали количество титана не превышает 1,5% . Если вдруг в самом конце марки Вы обнаружите скромно стоящую букву А, помните, что она играет очень важную роль: таким образом обозначается высококачественная сталь, содержание фосфора и серы в которой сведено к минимуму. Две буквы А в самом конце (АА) говорят о том, что данная марка стали особо чистая, т. е. серы и фосфора здесь практически нет.
В ходе несложного анализа сочетаний букв и цифр мы выяснили, что марка стали 12Х18Н10Т (конструкционная криогенная, аустенитного класса) сообщает о себе следующие сведения: 0,12% углерода, 18% хрома (Х), 10% никеля (Н) и небольшое содержание титана (Т), не превышающее 1,5%.
12х18н10т и 08х18н10т cравнение сталей
При выборе марки стали для производства конструкций или деталей, необходимо скрупулезно изучить их химический состав, так как именно он оказывает максимальное влияние на свойства металла. Даже небольшое изменение процентного соотношения одного и того же элемента, может изменить свойства стали, и повлиять на его применение.
Характеристики марки стали 12Х18Н10Т
| Стандарт | ГОСТ 5949-75 – Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия | |
| Применение | Поставляется в виде сортового проката, прутков, листов, лент и проволоки, поковок, слябов и кованых заготовок, трубного проката | |
| Классификация | Конструкционная криогенная сталь (устар. назв. Х18Н10Т) | |
Химический состав в % стали 12Х18Н12Т
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Ti | Fe |
| <0,12 | <0,8 | <2,0 | <0,035 | <0,02 | 17,0-19,0 | <0,3 | 11,0-13,0 | <0,7 | Остальное |
Основные элементы, оказывающие влияние на свойства стали 12Х18Н12Т, это углерод, никель, хром и марганец.
Сталь 12Х18Н10Т
Механические свойства материала 12Х18Н12Т по ГОСТ 5949-2018
| Режим термообработки | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа, min | Предел текучести, σ0,2, МПа, min | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение, ψ, % |
| Закалка при 1020-1100 ºС, охлаждение на воздухе, в масле или в воде | 540 | 196 | 40 | 45 |
В зависимости от вида эксплуатации деталей из стали 12Х18Н12Т их, для улучшения свойств, подвергают разным операциям обработки.
Характеристики марки стали 12Х18Н12Т
Основные области применения стали 12Х18Н12Т
Сталь 12Х18Н12Т используется при производстве холоднокатаных листов и лент с повышенной прочностью для изготовления деталей и конструкций под точечную сварку, а также изделий, улучшаемых термической обработкой (закалкой).
Маркировка стали 12Х18Н12Т
Расшифровка стали 12Х18Н12Т: «12» – доля углерода в сплаве; «Х18» – наличие хрома в количестве 17–19%; «Н12» – введение в сплав никеля – 11–13%; «Т» – легирование титаном (5·С–0,7%).
Технологические свойства
| Удельный вес | 7920 кг/м 3 |
| Термообработка | Закалка 1050 - 1100 o C, вода |
| Температура ковки | Начала 1200 °С, конца 850 °С. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе |
| Твердость материала | HB 10 -1 = 179 МПа |
| Свариваемость материала | Без ограничений, способы сварки: РДС (электроды ЦТ-26), ЭШС и КТС. Рекомендуется последующая термообработка |
| Обрабатываемость резанием | В закаленном состоянии при HB 169 и σв=610 МПа, Кu тв. спл=0,85, Кu б. ст=0,35 |
| Флокеночувствительность | Не чувствительна |
| Жаростойкость | В воздухе при Т=650 °С 2-3 группа стойкости, при Т=750 °С 4-5 группа стойкости |
| Предел выносливости | σ-1=279 МПа, n=10 7 |
Технологические способности и обработка стали 12Х18Н10Т
Такие качества, как свариваемость, пластичность и ударная вязкость значительно повышаются закалкой в обычной воде, но при этом снижается твердость. Так что оптимальная термообработка – закалка при 1050°С–1080°С.
Сталь 12Х18Н10Т отлично сваривается, и не имеет никаких ограничений. А для повышения прочности и надежности швов, необходима термообработка, так как область швов также должна отличаться стойкостью к коррозии межкристаллитного типа.
Формы поставки материала
Применение стали 12Х18Н10Т с учетом характеристик и свойств
Марка стали 12Х18Н10Т имеет весьма разнообразную область применения, что, прежде всего, показывает расшифровка стали 12х18н10т. За счет стойкости к агрессивным средам (кроме серосодержащих сред) она востребована в химической промышленности – при производстве сосудов, работающих под высоким давлением.
Изготавливают из стали 12Х18Н10Т трубопроводы для транспортировки разбавленных растворов фосфорной, азотной, уксусной кислот, агрессивных оснований и солей, трубы для соединения оборудования с повышенной радиацией. Трубы нержавеющие бесшовные 12Х18Н10Т незаменимы во всех областях пищевой промышленности, в нефтяной и нефтеперерабатывающей, в химической и топливно-энергетической отраслях. Активно используется в автомобильной, кораблестроительной, авиационной и промышленных областях.
Кроме того, 12Х18Н10Т используют в криогенной технике при крайне низких температурах – до -269˚С, что не мешает ее применению при высоких температурах (как в дуговых печах).
Листы 12Х18Н10Т используют в качестве строительного, и отделочного металла. Не менее популярны трубы из 12Х18Н10Т, поковки деталей для машиностроения, проволока, круг, лента, и пр. Проволоку используют для сварочных работ. В виде нитей или шнуров сталь подходит для изготовления сеток, пружин, тросов и канатов.
Сталь 12Х18Н12Т
Физические свойства
| Температура, °С | Модуль упругости, E 10 5 ,МПа | Коэффициент линейного расширения, a 10 6 , 1/°С | Коэффициент теплопроводности, l, Вт/м·°С | Удельная теплоемкость, C, Дж/кг·°С | Удельное электросопротивление, R 10 9 , Ом·м |
| 20 | 1,98 | - | 15 | - | 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 | - | - | - |
Сферы использования – 08х18н10т сравнение с 12х18н10т
Хромоникелевую нержавеющую сталь 12х18н10т целесообразно использовать для производства сварных конструкций в криогенных устройствах – при низких температурах, до -270˚С, из нее изготавливают детали и элементы для емкостного, теплообменного и реакционного оборудования, аппаратов, а также части для паро-, водонагревателей и трубопроводов высокого давления, с высокой температурой эксплуатации. Подходит данная сталь и для производства изделий печных устройств, аппаратуры, муфелей, коллекторов выхлопных систем. Это обусловлено тем, что даже при непрерывной эксплуатационной нагрузке сталь 12х18н10т сохраняет свои антикоррозионные свойства не только на воздухе, но и в среде продуктов сгорания топлива – температуры до 900˚С, а при условии теплосмен до 800˚С.
Но разница между 08х18н10т и 12х18н10т в применении небольшая.
Нержавеющую сталь 08х18н10т рационально использовать для производства сварных изделий, эксплуатация которых предполагает условия большой агрессивности. Из нее производят аппаратуру и детали печных устройств, теплообменников, труб и трубопроводной арматуры коллекторов, выхлопных систем, электродные изделия, детали, части и узлы трубопроводов в области энергетики.
Сталь 12Х18Н10Т: характеристики, расшифровка, химический состав
Сталь 12х18н10т характеризуется отличной свариваемостью, не имеет никаких ограничений, что позволяет применять любые сварочные технологии. А для повышения прочности и надёжности швов, специалисты рекомендуют выполнять термообработку, так как швы в процессе эксплуатации изделий из данной стали должны отличаться стойкостью к коррозии межкристаллитного типа.
В каждом конкретном случае сварки, при выборе электродов необходимо учитывать процент содержания углерода в свариваемых изделиях из данной стали.
Формы поставки материала
Аналоги стали 12Х18Н10Т
Область применения
Детали, эксплуатация которых возможна в температурных режимах до +600 С. Изделия сварных аппаратов и сосудов, предназначенных для эксплуатации в разбавленных агрессивных средах: кислотах, щелочах и солях, а также пр. изделия, эксплуатирующиеся под давлением в температурных режимах -196 - +600 С (в агрессивных средах – не более +350 С).
Свойства 12х18н10т и 08х18н10т
Увеличение в стали 12х18н10т процентного содержания углерода по сравнению с химическим составом стали 08х18н10т с 0,08 % до 0,12 % существенно повышает прочность и твердость, у 12х18н10т, но при этом снижает такое свойство, как свариваемость, и негативно влияет на хрупкость стали. Кроме того, при повышенном содержании углерода может возникнуть явление хладноломкости и понизиться вязкость. Также высокое содержание в сплаве углерода снижает пластичность сплава.
Обе рассматриваемые стали являются коррозионностойкими, хотя сталь 08х18н10т характеризуется большей сопротивляемостью к образованию межкристаллитной коррозии по сравнению со сталью 12х18н10т. И это различие 08х18н10т и 12х18н10т сказывается на том, что нержавеющую сталь 08х18н10т используют для изготовления сварных изделий, работающих в условиях сред с более высокой агрессивностью, чем сталь марки 12х18н10т.
Есть ещё одно важное отличие, при ответе на вопрос – 12х18н10т и 08х18н10т в чем разница - оно проявляется после упрочнения обеих сталей термообработкой. Так, при высокотемпературной обработке стали 08х18н10т ее предел текучести повысился на 45-60% по сравнению с аналогичным уровнем после обычной термообработки, но показатели пластичности при этом уменьшились незначительно, не выходя за пределы значений по стандарту. А сталь марки 12х18н10т после упрочнения значительно увеличила свою прочность, больше, чем сталь марки 08х18н10т, но снизила показатели прочности.
Сказать, какая сталь лучше 08х18н10т или 12х18н10т, сложно. Из одинаковых свойств обеих сталей нужно отметить высокую стойкость к повышенным температурным режимам – изделия и конструкции из данных сталей аустенитного класса можно использовать, как жаропрочные при температурах, достигающих 600 ˚С, устойчивость к нагрузкам, свариваемость, твердость.
Для изделий из обеих сталей допустима эксплуатация при температурных режимах в интервале от -269 до 600 °С, и без каких-либо ограничений показателей давления.
Как расшифровать марку стали
Сталь, чугун и сплавы цветных металлов подлежат обязательной маркировке. В мире существует более 1,5 тысяч различных видов сталей и сплавов из них.
Легированные стали, в отличие от нелегированных, имеют несколько иное обозначение, поскольку в них присутствуют элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. К примеру:
- хром (Cr) повышает твёрдость и прочность
- никель (Ni) обеспечивает коррозионную стойкость и увеличивает прокаливаемость
- кобальт (Co) повышает жаропрочность и увеличивает сопротивление удару
- ниобий (Nb) помогает улучшить кислостойкость и уменьшает коррозию в сварных конструкциях.
Именно поэтому в названия легированных сталей принято включать химические элементы, присутствующие в составе, и их содержание в процентах. Химические элементы в таких марках сталей обозначаются русскими буквами, приведёнными в таблице.
Также существует маркировка Ч , сообщающая нам, что в составе сплава имеются редкоземельные металлы, такие как: церий, лантан, неодим и прочие. Церий (Ce) влияет на прочность и пластичность стали, а н еодим (Nd) и лантан (La) уменьшают пористость и содержание серы в стали, измельчают зерно.
Основные характеристики 12Х18Н12Т
Сплав 12Х18Н12Т маломагнитный, характеризуется большой стойкостью к коррозионным разрушениям, нейтрален при воздействии химически агрессивных газовых сред (за исключением паров сернистой кислоты). Изделия из данной стали могу эксплуатироваться без потери изначальных свойств в мало- или ненагруженном состоянии в условиях влияния температур 550–800°С.
Еще одно достоинство 12Х18Н12Т – жаростойкость. Изготовленные из данной стали элементы и конструкции отлично работают при температурах от -196°С до +600°С под влиянием агрессивных химических веществ.
Благодаря тому, что стабилизированная хромоникелевая сталь аустенитного класса, хладостойкая, ее можно использовать для изготовления конструкций для эксплуатации в северных холодных районах.
Устойчивость к механическим воздействиям, высокий уровень показателей прочности и надежности, обеспечивают данной стали большой спрос в различных отраслях промышленности.
Окалина на поверхности изделий из 12Х18Н12Т начинает образовываться только при температурах 850°С и более. Длительная эксплуатация изделий без ущерба для эксплуатационных характеристик возможна до температур 600°С, а максимальный температурный режим для длительной работы изделий из данного сплава – 800°С.
Детали и элементы из стали 12Х18Н12Т характеризуются низкими антифрикционными свойствами (имеют низкий коэффициент трения), и, соответственно, сниженную способность сопротивляться износу. При действии трения на такие изделия, на их поверхностях могут образовываться задиры, появляться царапины, наволакивание металла.
Исходя из этого, сплав 12Х18Н12Т не подходит для производства деталей, которые в процессе эксплуатации могут подвергаться трению.
Повышению антифрикционных свойств способствует азотирование, проводимое в специальных режимах с использованием хлористого аммония.
Сталь марки 12Х18Н10Т
Характеристика и особенности элекрошлаковой сварки стали 12Х18Н10Т: хромоникелетитановая аустенитная сталь 12Х18Н10Т получила наибольшее распространение в промышленности ввиду возможности успешного использования ее в разнообразных эксплуатационных условиях. Она обладает высокой коррозионной стойкостью в ряде жидких сред, устойчива против межкристаллитной коррозии после сварочного нагрева, сравнительно мало охрупчивается в результате длительного воздействия высоких температур и может быть применена в качестве жаропрочного материала при температурах
600° С. Будучи высокопластичной в условиях глубокого холода, эта сталь используется в установках для получения жидкого кислорода.
Сварные швы конструкций, работающих в контакте с агрессивными жидкостями, должны прежде всего обладать стойкостью против межкристаллитной коррозии.
Применяемые для электрошлаковой сварки пластинчатые электроды из горячекатаных листов содержат не менее 0,10% С. При таком содержании углерода ввиду замедленного охлаждения, характерного для электрошлаковой сварки, возможно появление склонности шва к межкристаллитной коррозии. Этому способствует также крупнокристаллическое строение металла шва.
При использовании фторидных флюсов окисление титана, содержащегося в электроде, невелико и не превышает 20%. Однако даже небольшое уменьшение концентрации титана в шве при содержании 0,1% С влечет за собой снижение коррозионной стойкости. Поэтому при электрошлаковой сварке рекомендуется применять электроды из сталей с пониженным содержанием углерода, с тем чтобы концентрация его в шве не превышала 0,08%. Если его концентрация в основном металле равна 0,12%, необходимо применять пластинчатый электрод, содержащий не более 0,03% С.
Рост зерна в околошовной зоне не снижает механических свойств сварного соединения, однако он крайне нежелателен с точки зрения коррозионной стойкости околошовной зоны, особенно на участке, непосредственно примыкающем ко шву. При нагреве свариваемого металла до температур, превышающих 1200-1250° С, карбиды титана растворяются в аустените. При последующем замедленном охлаждении, особенно в интервале критических температур (875-450° С), способных вызвать распад твердого раствора, происходит выпадение карбидной фазы по границам зерен аустенита и обеднение пограничных областей последних хромом. В результате свариваемый металл приобретает склонность к межкристаллитной коррозии. Для ее предотвращения при электрошлаковой сварке необходимо применять сталь 12Х18Н10Т со строго контролируемым химическим составом: содержание углерода в ней не должно превышать 0,06%, соотношение содержаний титана и углерода Ti/C должно быть не менее 7.
Другим средством устранения склонности к коррозии сварного соединения у линии сплавления служит нагрев в течение 3-4 ч при 850-900° С с охлаждением на воздухе.
Сталь и электрод в состоянии поставки (после закалки в воду. от 1100° С) обычно имеют почти чистоаустенитную структуру с очень небольшим количеством, не более 1%, б-феррита. Металл шва вследствие дендритной ликвации содержит до 7,5% б-феррита. Это приводит к резкому снижению ударной вязкости в условиях глубокого холода.
Сварные швы на стали 12Х18Н10Т заметно уступают основному металлу в пластичности, что объясняется дендритной ликвацией углерода. Причиной пониженной ударной вязкости сварных швов является недостаточная стабильность аустенита при сверхнизких температурах. В условиях глубокого холода возможен распад аустенита по схеме А - М или А - а + К", где А - аустенит, М - мартенсит, а - вторичный феррит, К" - вторичные карбиды. Наличие небольшого количества первичного феррита в данном случае не имеет решающего значения. Об этом свидетельствуют результаты следующих опытов. Часть образцов подвергли закалке на воздухе после часового нагрева при 1080°, С, благодаря чему была ликвидирована дендритная ликвация углерода, но сохранена ферритная составляющая. Ударная вязкость шва повысилась в 2 раза (данные ниже).
Наличие закалки шва после сварки (an (МДж/м 2 ) при различной температуре °С):
Нет - при 20 °С = 1,81; при -196 °С = 0,54
Есть - при 20 °С = 3,5; при -196 °С = 1,03
Таким образом, повышение ударной вязкости сварного шва на стали 12Х18Н10Т можно достичь устранением дендритной ликвации углерода путем высокотемпературного нагрева. В данном случае может быть применена и местная термообработка швов.
Более простое средство повышения ударной вязкости металла шва - увеличение содержания никеля в шве до 12-14%, что обеспечивает стабильную аустенитную структуру. Чтобы получить шов с таким содержанием никеля, можно использовать электроды из стали типа Х23Н18. В этом случае сварные швы без термообработки сохраняют достаточно высокую ударную вязкость в условиях глубокого холода. В случае, когда сталь 12Х18Н10Т применяется в качестве жаропрочного материала, необходимо ограничивать содержание в шве первичного феррита 5%. Это предотвращает опасность превращения δ - σ в сварном шве и обеспечивается использованием пластинчатых электродов из стали 12Х18Н10Т. Наиболее высокие показатели жаропрочности швов достигаются при повышенном содержании углерода и карбидообразуюших элементов - титана и ниобия (таблица ниже).
В случае отсутствия стали с повышенным содержанием углерода применяют электроды с содержанием 0,07-0,08% С и дополнительно науглероживают металл шва, например, путем подачи крупки древесного угля или графита на поверхность шлаковой ванны тотчас после ее наведения. При сварке металла сечением 100 X 100 мм достаточно подать 1,7 г крупки размером 1-3 мм. Содержание углерода в шве может быть увеличено также за счет введения в шлаковую ванну 10% массы шлака смеси Na2C03 (82-86%) и SiC (14-18%) или применения составного электрода из сталей 12Х18Н10Т и углеродистой.
Швы стали 12Х18Н10Т отличаются грубой столбчатой макроструктурой. Литой металл шва содержит ферритную составляющую, обусловленную дендритной ликвацией. Под воздействием глубокого холода в основном металле и сварном швевозрастает количество ферромагнитной составляющей. Так, например, в стали 12Х18Н10Т, имеющей в состоянии поставки 2,5 - 3% феррита после 30 мин пребывания в жидком азоте (-196° С), количество магнитной составляющей возрастает до 7-9% (при комнатной температуре), а в сварном шве соответственно 7,5 - 8,5 и 10-12%.
Интересно отметить, что после воздействия глубокого холода в околошовной зоне наблюдается более мелкая структура, чем после сварки. Закалка разрушает столбчатую микроструктуру сварных швов и способствует некоторому растворению ферритной составляющей. Типичная для аустенитных сварных швов столбчатая макроструктура сохраняется.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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.
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.
Читайте также: