Закалка нержавеющей стали 12х18н10т

Свойства и применение стали 12Х18Н10Т

Современное развитие человечества неразрывно связано с разработкой новых технологий, созданием новых материалов для применения в различных отраслях промышленности и продления срока службы создаваемых деталей, машин и оборудования.

Одним из важнейших этапов в развитии металлургии было создание и освоение нержавеющих сталей. Рассмотрим наиболее используемую и распространенную сталь 12Х18Н10Т – выявим достоинства, недостатки, влияние легирующих элементов на свойства стали и возможность использования ее в различных отраслях промышленности.

Сталь 12х18н10т – нержавеющая титаносодержащая сталь аустенитного класса. Химический состав регламентирован ГОСТ 5632-72 нержавеющих сталей аустенитного класса. Преимущества: высокая пластичность и ударная вязкость.

Оптимальной термической обработкой для этих сталей является закалка с 1050 о С-1080 о С в H2O, после закалки механические свойства характеризуются максимальной вязкостью и пластичностью, не высокими прочностью и твёрдостью.

Аустенитные стали используют как жаропрочные при температурах до 600 о С. Основными легирующими элементами являются Cr-Ni. Однофазные стали имеют устойчивую структуру однородного аустенита с незначительным содержанием карбидов Ti (для предупреждения межкристаллитной коррозии. Такая структура получается после закалки с температур 1050 о С-1080 о С). Стали аустенитного и аустенитно-ферритного классов имеют относительно небольшой уровень прочности (700-850МПа).

Рассмотрим особенности влияния легирующих элементов на структуру стали 12Х18Н10Т.

Хром, содержание которого в этой стали составляет 17-19%, представляет собой основной элемент, обеспечивающий способность металла к пассивации и обеспечивающий ее высокую коррозионную стойкость. Легирование никелем переводит сталь в аустенитный класс, что имеет принципиально важное значение, так как позволяет сочетать высокую технологичность стали с уникальным комплексом эксплуатационных характеристик. В присутствии 0,1% углерода сталь имеет при >900 о С полностью аустенитную структуру, что связано с сильным аустенитообразующим воздействием углерода. Соотношение концентраций хрома и никеля оказывает специфическое воздействие на стабильность аустенита при охлаждении температуры обработки на твердый раствор (1050-1100 о С). Кроме влияния основных элементов, необходимо учитывать также присутствие в стали кремния, титана и алюминия, способствующих образованию феррита.

Рассмотрим способы упрочнения стали 12Х18Н10Т.

Одним из способов упрочнения сортового проката является Высокотемпературная термическая обработка (ВТМО). Возможности упрочнения при помощи ВТМО исследовали на комбинированном полунепрерывном стане 350 производственного объединения «Кировский завод». Заготовки (100х100 мм, длиной 2,5 – 5 м.) нагревали в методической печи до 1150 – 1200 о С и выдерживали при этих температурах 2-3 часа. Прокатку выполняли по обычной технологии; готовые прутки диаметром 34 мм поступали в закалочные ванны, заполненные проточной водой, где охлаждались не менее 90 с. Наибольшую прочность имел прокат, подвергнутый ВТМО при наименьших температуре деформации и промежутке времени от конца прокатки до закалки. Так, при ВТМО стали 08Х18Н10Т предел текучести увеличился на 45-60% по сравнению с его уровнем после обычной термической обработки (ОТО) и в 1,7-2 раза по сравнению с ГОСТ 5949-75; Пластические свойства при этом снизились незначительно и остались на уровне требований стандарта.

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т упрочнилась больше чем сталь 08Х18Н10Т однако разупрочнение по мере увеличения температуры возрастало в большей степени вследствие снижения устойчивости стали против разупрочнения при повышении содержания углерода. Кратковременные высокотемпературные испытания показали, что более высокий уровень прочности термомеханически упрочненного проката, выявленный при комнатной температуре, сохраняется и при повышенных температурах. При этом сталь после ВТМО разупрочняется с повышением температуры, в меньшей степени, чем сталь после ОТО.

Хромоникелевые нержавеющие стали используют для сварных конструкций в криогенной технике при температуре до -269 о С, для емкостного, теплообменного и реакционного оборудования, в том числе для паронагревателей и трубопроводов высокого давления с температурой эксплуатации до 600 о С, для деталей печной аппаратуры, муфелей, коллекторов выхлопных систем. Максимальная температура применения жаростойких изделий из этих сталей в течение 10000 ч составляет 800 о С, температура начала интенсивного окалинообразования составляет 850 о С. При непрерывной работе сталь устойчива против окисления на воздухе и в атмосфере продуктов сгорания топлива при температурах о С и в условиях теплосмен о С.

Коррозионно-стойкая сталь 12Х18Н10Т используется для изготовления сварной аппаратуры в разных отраслях промышленности, а также конструкций, работающих в контакте с азотной кислотой и другими окислительными средами, некоторыми органическими кислотами средней концентрации, органическими растворителями, в атмосферных условиях и т.д. Сталь 08Х18Н10Т рекомендуется для сварных изделий, работающих в средах более высокой агрессивности, чем сталь 12Х18Н10Т и обладает повышенной сопротивляемости межкристаллитной коррозии.

Таким образом, благодаря уникальному сочетанию свойств и прочностных характеристик, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т нашла самое широкое применение практически во всех отраслях промышленности, изделия из этой стали имеют длительный срок службы и неизменно высокие характеристики в течение всего срока службы.

Посмотреть специальные предложения на продажу стали 12Х18Н10Т.

Сталь 12Х18Н10Т – свойства и области применения

Развитие нашей цивилизации напрямую связано с изобретением новых технологий, получением новых материалов с целью применения в разнообразных отраслях промышленности и увеличения срока эксплуатации созданных деталей, механизмов и оборудования.
Важнейшим этапом в развитии металлургии было создание нержавеющей стали.

В этой статье мы подробно рассмотрим наиболее распространённую марку нержавеющей стали 12Х18Н10Т – постараемся определить её достоинства, недостатки, рассмотрим влияние легирующих элементов на свойства нержавейки и возможность применения ее в различных отраслях промышленности.

Сталь 12Х18Н10Т легирующие элементы

Сталь марки 12х18н10т – нержавеющая титаносодержащая сталь аустенитного класса. Хим. состав марки утверждён ГОСТ 5632-72 нержавеющих сталей аустенитного класса. Основные преимущества 12х18н10т: большая пластичность и ударная вязкость.
Наилучшей термической обработкой для сталей этого класса является закалка с температурой 1050 0 С-1080 0 С в воде, после процесса закалки мех. свойства стали отличаются высокой вязкостью и пластичностью, но низкими прочностью и твёрдостью.
Стали аустенитного класса используют как жаропрочные при температурах до 600 0 С Главными легирующими элементами являются Хром и Никель. Однофазные стали имеют устойчивую структуру однородного аустенита с небольшим содержанием карбидов Tитана (для избежания межкристаллитной коррозии. Подобная структура образуется после процесса закалки с температур 1050 0 С-1080 0 С). Аустенитные и и аустенитно-ферритовые стали обладают относительно небольшим уровнем прочности (700-850МПа).

Сталь 12Х18Н10Т – влияние легирующих элементов на механические свойства

Остановимся подробнее на особенностях влияния легирующих элементов на структуру нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
Хром, процентное содержание которого в 12Х18Н10Т составляет от 17- до 19%, является главным элементом, обеспечивающим способность металла к пассивации и обуславливающим высокие антикоррозийные свойства стали марки 12Х18Н10Т. Легирование никелем определяет сталь в аустенитный класс, что позволяет сочетать большую технологичность нержавеющей стали с отличным комплексом эксплуатационных характеристик. При содержании 0,1% углерода, 12Х18Н10Т при температуре свыше 900 0 С имеет полностью аустенитную структуру, это обусловлено сильным аустенитообразующим влиянием C (углерода). Соответствие концентраций Cr и Ni специфически сказывается на стабильности аустенита при понижении температуры обработки на твердый раствор (1050 0 С-1100 0 С). Помимо влияния основных элементов, также немаловажно принимать во внимание присутствие в нержавеющей стали Кремния(Si), титана(Ti) и алюминия(Al), благоприятствующих образованию феррита.

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.

Стравнение марок 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т

У стали марки 12Х18Н10Т прочность увеличилась больше чем у стали марки 08Х18Н10Т, между тем понижение прочности по мере увеличения температуры увеличивалось в большей мере из-за снижения предела стойкости стали против разупрочнения при увеличении содержания углерода. Кратковременные высокотемпературные тесты показали, что наибольший уровень прочности термомеханически упрочненного проката, определённый при комнатной температуре, продолжает сохранятся и при увеличенных температурах. При этом нержавейка после ВТМО теряет прочность с повышением температуры, меньше, нежели сталь после обычной термообработки.

Сталь 12Х18Н10Т – сфера применения

Хромоникелевые нержавеющие стали применяют для сварных конструкций в криогенной технике при низких температурах, порядка -269 0 С, для емкостного, теплообменного и реакционного оборудования, а также для паронагревателей, водонагревателей и трубопроводов высокого давления с предельной температурой применения до 600 0 С, для деталей печной аппаратуры, муфелей, коллекторов выхлопных систем. Наибольшая температура применения жаростойких изделий из подобных сталей в промежутке времени до 10000 часов составляет 800 0 С, при температуре 850 0 С начинается процесс интенсивного окалинообразования. При непрерывной рабочей нагрузке сталь 12Х18Н10Т сохраняет антиокислительные свойства на воздухе и в атмосфере продуктов сгорания топлива при температурах до 900 0 С , а в условиях теплосмен до 800 0 С.
Коррозионно-стойкая сталь марки 12Х18Н10Т широко применяется для изготовления сварной аппаратуры в разнообразных отраслях промышленности, а также металлоконструкций, работающих в контакте с агрессивными средами – азотной кислотой и другими окислительными средами, определёнными органическими кислотами небольшой концентрации, органическими растворителями и тп. Нержавеющая сталь 08Х18Н10Т применяется для сварных изделий, работающих в более агрессивных средах, нежели сталь 12Х18Н10Т и обладает высокой степенью сопротивляемости межкристаллитной коррозии.

В результате, уникальное сочетание свойств и характеристик прочности, позволил нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т найти широчайшее применение в большинстве отраслей промышленности, изделия из стали этой марки имеют высокие характеристики в течение длительного срока службы.

Взаимозаменяемость нержавеющих сталей

Характеристика стали 12х18н10т

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

Сваривается без ограничений

Начала 1200, конца 850. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Кремний:0.8,Марганец:2.0,Медь:0.30,Никель:9.0-11.0, Сера:0.020,Углерод:0.12,Фосфор:0.035, Хром:17.0-19.0,Титан:0.6-0.8,

Механические характеристики стали 12Х18Н10Т

Закалка 1050 – 1080 C,Охлаждение вода

А2, А4 — Характеристика крепежных изделий из нержавеющих сталей

Нержавеющие стали А2, А4: структура, механические свойства, химический состав. Крепеж из стали А2, А4 (нержавеющие болты, винты, гайки, шайбы, шпильки и т. д. ): механические свойства, значения моментов затяжки и усилий предварительной затяжки.

Аустенитные стали содержат 15-26% хрома и 5-25% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии и практически не магнитны.

Именно аустенитные хромникелевые стали обнаруживают особенно хорошие сочетание обрабатываемости, механических свойств и коррозионной стойкости. Эта группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.

Стали аустенитной группы обозначаются начальной буквой «A» с дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:

X 5 CrNi 18-10 / X 4 CrNi 18-12

AISI 304 / AISI 305

X 6 CrNiTi 18-10

X 5 CrNiMo 18-10 / X 2 CrNiMo 18-10

AISI 316 / AISI 316 L

X 6 CrNiMoTi 17-12-2

Сталь A2 (AISI 304 = 1.4301 = 08Х18Н10) — нетоксичная, немагнитная, незакали-ваемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Это наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Ближайшие аналоги — 08Х18Н10 ГОСТ 5632, AISI 304 и AISI 304L (с пониженным содержанием углерода).

Крепеж и изделия из стали A2 подходят для использования в общестроительных работах (например, при монтаже вентилируемых фасадов, витражных конструкций из алюминия), при изготовлении ограждений, насосной техники, приборостроения из нерж. стали для нефтегазодобывающей, пищевой, химической промышленности, в судостроении. Сохраняет прочностные свойства при нагреве до 425oС, а при низких температурах до -200oС.

Сталь A4 (AISI 316 = 1.4401 = 10Х17Н13М2) — отличается от стали А2 добавлением 2-3% молибдена. Это значительно увеличивает ее способность сопротивляться коррозии и воздействию кислот. Сталь А4 имеет более высокие антимагнитные характеристики и абсолютно не магнитна. Ближайшие аналоги — 10Х17Н13М12 ГОСТ 5632, AISI 316 и AISI 316L (с низким содержанием углерода).

Крепеж и такелажные изделия из стали A4 рекомендуются для использования в судостроении. Крепеж и изделия из стали A4 подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Может использоваться при температурах от -60 до 450°С.

Все аустенитные стали (от «А1» до «А5») подразделяются на три класса прочности независимо от марки. Наименьшую прочность имеют стали в отожженном состоянии (класс прочности 50).

Поскольку аустенитные стали не упрочняются закалкой, наибольшую прочность они имеют в холоднодеформированном состоянии (классы прочности 70 и 80). Наиболее широко используется крепеж из сталей А2-70 и А4-80.

Основные механические свойства аустенитных сталей:

Оценка статьи:

Загрузка...