Технические характеристики стали и труб 12х18н10т

Технологические свойства 12Х18Н10Т

Хромоникелевые стали 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т, получившие распространение и популярность. Они признаны востребованным сырьем при производстве газораспределительных установок с большой мощностью и крупными габаритами и емкостей для газов (О2, N2, Н2 и др.). Отличаются хорошей свариваемостью, обладают свойством повышенной вязкости в режиме низких температур. Сталь 12Х18Н10Т, имеющая высокий показатель податливости, используется после выполнения холодного деформирования, способствующего увеличению прочности. Аустенит таких сталей не отличается стабильностью, поэтому под действием пластичного деформирования может наблюдаться неполное мартенситное преобразование. Из стали 12х18н10т изготавливают прутки, которые, в отличии от бронзовых прутков, дешевле и широко применяются в промышленности.

Виды стальной проволоки

Достаточно востребованной является проволока, изготовленная из аустенитных высоколегированных сталей в которую могут быть добавлены титан, бор или молибден. О наличии данных добавок вы можете узнать из маркировки изделия. Кроме этого в маркировке может присутствовать литре «Х», которая свидетельствует о том, что данное изделие было произведено по холоднотянутой технологии. Если в маркировке присутствует литера «Т», то она указывает на наличие в изделии оксидированной поверхности. В некоторых случаях требуется использовать материал с точным сечением, такой материал в своей маркировке имеет литеру «П».

Не менее востребованной является нихромовая проволока. Определить, что перед вами находиться данное изделие можно по литере «Х», которая указывается первой в маркировке. Как правило нихромовая проволока используется для производства электропроводов, поэтому она разделяется на две большие группы А и В, в зависимости от уровня электрического сопротивления.

Предлагаем купить проволоку 12Х18Н10Т, легированную хромом (12%), никелем (18%) и содержащую титан (10%). Европейский аналог — AISI 321. Чаще всего представлена вариантом с круглым сечением диаметром от 1 до 6 мм (также у нас можно заказать проволоку с овальным и трапецевидным сечением).

Механические свойства при 12Х18Н10Т при Т=20oС

Твердость 12Х18Н10Т , Поковки ГОСТ 25054-81 HB 10 -1 = 179 МПа

Нержавейка 12х18н10т характеристики

Эта нержавеющая сталь 12х18н10т характеристики имеет типичные для своего класса параметры. Они обусловлены присутствием легирующих добавок – никеля, хрома, карбидов титана и т.д. Благодаря никелю, материал переходит в аустенитный класс. Хром необходим для пассивации, а также обеспечивает надёжную защиту от коррозионного разрушения. Также следует отметить следующие свойства материала:

• Отличная свариваемость;
• Устойчивость к воздействию щелочных, кислотных и солевых растворов, других агрессивных сред;
• Механическая прочность, обеспеченная присутствием кремния (до 0,8%);
• Защищенность от межкристаллитного разрушения материала. Эту особенность создаёт титан,

В отношении этого материала действует ряд стандартов. В частности, 5632-72 – гост на нержавеющую сталь 12х18н10т и другие сплавы, описывающие теплопроводность, устойчивость к коррозии, термическому и химическому воздействию. Производство тонких и толстых типов листового проката этой марки регламентируется ГОСТами 7350-77 и 5582-75.

Физические свойства 12Х18Н10Т

Характеристики стали и труб 12х18н10т

Оптимальной термообработкой для этих сталей считается закалка 1050-1080 градусов с использованием воды, после прохождения закалки механические показатели характеризуются максимальной эластичностью и вязкостью, удовлетворительной твердостью и прочностью. Основные преимущества нержавеющей стали и труб 12х18н10т, это:

• высокая ударная вязкость;
• отличная пластичность.

Аустенитные нержавеющие металлы применяют как жароустойчивые при эксплуатации в температурах до 600С. Главные легирующие элементы, это CrNi. Однофазные стали устойчивы по структуре однородного аустенита с небольшим количеством карбидов титана (для предупреждения коррозии между кристаллами, этот сплав получается после закалки с температурой 1050-1080С). Металлы аустенитно-ферритного и аустенитного типа имеют довольно невысокий порог прочности (710-860 МПа).

Устойчивая к коррозии хромоникелевая сталь с разной степенью упрочнения применяется при необходимости комбинации с высокими упругими и прочностными характеристиками металла, находящегося в средних условиях агрессивности (например, трубы 12х18н10т устанавливают на кузова пассажирских вагонов, транспортерные ленты, отрезные круги для сверхтвердых материалов, диафрагмы компрессоров дыхательных устройств и так далее).

Главные потребительские качества – это относительное удлинение и предел прочности стали, регламентируются с определенной степенью приближенности, а справочные материалы не учитывают упрочняемости стали конкретного химического сплава и технологических данных предварительной обработки.

Трубы 12Х18Н10Т рекомендованы для сооружения сварных изделий, для эксплуатации в разбавленных растворах фосфорной, уксусной, азотной кислот, растворах солей и щелочей и других местах, работающих под давлением с температурой 197-600С.

Влияние легирующих элементов на состав стали и труб 12Х18Н10Т

Сталь 12Х18Н10Т является аустенитной. После предварительной термообработки, которая состоит из закалки при 1050С с водяным охлаждением, металл получает структуру раствора. Эта сталь не терпит каких-то превращений при разогревании под горячую пластичную деформацию и при остывании до -196С. Во время продолжительных выдержек с интервалом 440 — 640С происходит образование карбидов хрома состава Cr23C6, это вызывает образование склонности металла к межкристаллитной коррозии с коротким инкубационным временем при 640С и равняется 7-9 часов (тестировалась в кипящей 60%-ной азотной кислоте, 3 цикла по двое суток).

Легирование хромом

Хром, количество которого в стали находится 18-20%, представляет главный элемент, который обеспечивает способность металла к пассивации и повышает ее высокую устойчивость к коррозии.

Легирование никелем

Никель. Легирование этим металлом увеличивает g-область и при определенном количестве (9-13 %) приводит к преобразованию стали с аустенитной структурой, то есть, переводит металл в аустенитную группу, а это имеет принципиальное значение, потому что дает возможность объединять отличную технологичность металла с уникальным комплексом эксплуатационных свойств. Эти стали имеют такие преимущества:

• свариваются без охрупчивания зон возле швов. Влияние никеля на устойчивость к коррозии в стали такого класса состоит в том, что он, имея высокое сопротивление воздействию кислот, сообщает данное свойство металлу;
• отлично прокатываются в холодном и горячем состояниях;
• имеют повышенную, в отличие от ферритных металлов, коррозионную устойчивость в большом количестве агрессивных веществ, в числе которых серная кислота и некоторые иные кислоты.

Легирование углеродом

При содержании 0,10% углерода металл имеет при температуре более 900С абсолютно аустенитную структуру, это объясняется повышенным аустенитообразующим действием углерода. Пропорция концентраций никеля и хрома оказывает особое воздействие на нормализацию аустенита во время охлаждения температуры обработки на затвердевший раствор.

Помимо влияния главных элементов, нужно также учитывать наличие в стали алюминия, титана и кремния, которые способствуют появлению феррита.

Легирование титаном

Введением титана убирается склонность к коррозии между кристаллами, так как он сильный карбидообразующий металл. Он во время кристаллизации связывает углерод в прочный карбид TiC, потому не допускает возможность появления карбидов хрома и снижения его количества в аустените.

Легирование кремнием

Количество кремния не более 0,8 %. Он, дегазируя сталь, увеличивает плотность слитка. Кремний делает лучше прочность стали, при этом значительно повышается грань текучести. Но происходит определенное снижение эластичности, что осложняет холодную прокатку стали для марки труб 12Х18Н10Т.

Легирование серой

Сера имеет неограниченную растворимость в жидком металле и ограниченную растворимость в застывшем металле. При кристаллизации металла по контуру зерен образуются застывающие в самом конце сульфиды железа. Железо и его сульфиды создают низкоплавкую эвтектику, которая при наличии кислорода расплавляется при еще более пониженных температурах.
Межзеренные слои фазы, обогащенные серой, во время нагревания стали перед ковкой или прокаткой размягчаются и металл утрачивает свои характеристики, начинает разрушение стали. Количество серы в стали необходимо не больше 0,02%.

Легирование фосфором

Фосфор негативно влияет на механические характеристики стали. При кристаллизации появляется сильнейшая первичная ликвация. Находящиеся в межзеренном пространстве хрупкие слои, обогащенные фосфором, понижают пластические характеристики стали, тем более, при низких температурах. Допустимое количество фосфора не больше 0,045%. В этом случае это очень критично, так как сталь и трубы 12Х18Н10Т применяются в криогенной технике.

Любой металл в твердом и жидком состоянии содержит некоторое количество кислорода, азота и водорода, которые являются вредными примесями.

Количество кислорода зависит от количества углерода. При кристаллизации в изложницах происходит и даже порой повышается реакция углерода с кислородом. Что вызывает появление СО, металл получается хрупким, с порами газа, непригодный для эксплуатации. Слиток хорошего качества можно получить при снижении количества растворенного в металле кислорода до 0,03%.

Водород в металлическую ванну добавляется шихтовыми материалами, проходит из печной атмосферы, при этом решающее действие оказывает влажность раскислителей, ферросплавов, окислителей и шлакообразующих. При кристаллизации растворимость водорода снижается, он преобразуется в маточный раствор, создавая высокую зональную ликвацию в металле. Выделение водорода выходит в дефектные места решетки и пустоты стали, он молекуляризуется. Во время прокатки труб 12Х18Н10Т возле микрообъемов появляется большое напряженное состояние из-за повышенного давления водорода, это вызывает сильное снижение эластичности материала. Вероятно появление разрывов флокенов. Количество водорода должно быть более 0,0004%.

Во время кристаллизации, при отсутствии элементов, которые образуют нитриды при повышенных температурах (в этой стали находится Ti), после появления γ-Fe происходит образование азота из раствора в форме включений. Данное выделение может проходить долгое время, вызывая охрупчивание (старение) стали. Тем более вредно снижение свойств металла и труб 12Х18Н10Т, где много азота, во время эксплуатации при пониженных температурах.

Применение стали 12х18н10т

Коэффициент линейного расширения 12х18н10т и коэффициент теплопроводности 12х18н10т определяют возможность применения материала при изготовлении изделий, которые могут эксплуатироваться при воздействии высокой температуры. Химическая и нефтяная отрасли используют сделанные из 12х18н10т емкости и элементы, которые контактируют с нефтепродуктами и различными химическими веществами. В машиностроении из 12х18н10т изготавливают различные изделия, которые будут эксплуатироваться при высокой влажности и воздействии химических веществ. В топливной промышленности и энергетике применяют сталь 12х18н10т потому что она может выдерживать воздействие высокой температуры. К изделиям, применяемым в пищевой промышленности, предъявляется достаточно много требований. Металл не должен взаимодействовать с продуктами питания и напитками, поэтому применяют 12х18н10т.

Листы 12х18н10т находят широкое применение как подложки трущимся деталям, заменяя латунный лист. Холоднокатаные листы и ленты из жаростойкой и коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т применяется для изготовления конструкций, устойчивых к агрессивным средам, и деталей для машин.

При производстве сталей с Ni обычно используется два режима термообработки. При выполнении нормализации первый этап осуществляется при температурном режиме примерно 9000С для выравнивания наличия никеля в аустените. Второй этап нормализации, осуществляемый при 8000С, предназначен для дробления аустенитного зерна. Для таких сталей, благодаря высокому содержанию никеля, ферритное преобразование происходит примерно при 5000С, что дает возможность γ→α изменение выполнять при воздушном охлаждении, используя мартенситный или бейнитный способ. После термообработки в стали образуются микроструктуры мартенситного или бейнитного вида. Высокий отпуск превращает микроструктуру в интервале 550…6000С в дисперсный сорбит, имеющий определенную долю стойкого остаточного аустенита.

Применение проволоки из стали 12Х18Н10

Самое распространенное использование этой проволоки — в качестве полуфабриката при производстве различных сеток, канатных элементов, тросов, а также пружин. Также используется при изготовлении электропроводных деталей и электродов.

Проволока применяется при изготовлении мебели. Она может применяться в области машиностроения (в том числе, при производстве деталей для двигателя внутреннего сгорания. Также возможно ее использование в подвижных частях различных механизмов и деталей.

Благодаря тому, что проволока не провисает между креплениями ЛЭП и обладает стабильностью параметров при воздействии критических температур, она может быть использована в роли электропровода.

Как уже говорилось выше, она может применяться для сварки нержавеющей стали, в тех случаях, когда стандартные электроды не подходят.

В строительстве проволока может применяться при возведении архитектурных конструкций, при производстве армирующих и ограждающих сеток.

Проволока из нержавеющей стали 12Х18Н10 используется для производства пружин, канатов и мелких деталей для машиностроительной сферы. Ее используют при производстве оборудования для медицины, пищевой, химической и перерабатывающей промышленности, нефтедобычи. Метизы, сварные сетки и конструкции из проволоки — также область ее применения.

Область применения

Особенный химический состав определяет область применения труб 12Х18Н10Т. Стальной сплав, из которого изготавливают различные коммуникации, обладает высокими показателями устойчивости к межкристаллической коррозии. На материал не оказывают воздействие соли, щелочи, кислоты, а также атмосферная влажность и почвы.

Трубы из представленного сплава устойчивы к воздействию агрессивных сред, например:

• раствор азотной кислоты (65%) с температурой до 85 ºС;
• серная кислота (100%) с температурой до 65 ºС;
• раствор азотной кислоты (80%), нагретый до 65 ºС;
• состав из серной (70%) и азотной (25%) кислоты с температурой до 70 ºС;
• раствор фосфорной кислоты (40%) с нагревом до 100 ºС;
• сильные щелочи;
• растворы уксусной, муравьиной, лимонной и иных органических кислот.

Возможна сварка труб 12Х18Н10Т, что позволяет использовать их на предприятиях нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и иных отраслей.

Если по трубе из представленного сплава транспортируют газ, температура внутренней рабочей среды не должна превышать 550 ºС. При этом нагрузка на систему должна быть минимальной. Часто именно эту разновидность труб применяют для создания самодельного теплообменника для печи в бане или камина.

При повышении температуры внутренней среды до максимального предела (800 ºС) изделие из стали представленного типа может эксплуатироваться до 10 000 часов. Если температура окружающей среды поднимется до 85 ºС и выше, на поверхности изделия начнет образовываться окалина. Чаще всего представленную разновидность труб применяют для:

• теплообменников;
• элементов печной арматуры;
• реторт;
• коллекторов и патрубков выхлопных систем;
• муфелей;
• электродов для искровых свечей зажигания.

При поддержании определенных эксплуатационных условий на заданном уровне удается продлить срок эксплуатации трубопроводов до 50-100 тыс. часов работы.

Примеры обозначения прочности крепежа из нержавейки:

А2-50

– мягкая сталь с пределом прочности на разрыв минимум 500 Н/мм² (500МПа).

А2-70

– холоднодеформированная сталь с пределом прочности на разрыв минимум 700 Н/мм² (700МПа).

А4-80

– высокопрочный сплав с пределом прочности на разрыв минимум 800 Н/мм² (800МПа).

Маркировка наносится на головку болтов (винтов) рядом с клеймом изготовителя, а шпильки маркируются на гладкой части или на торце, если шпилька полнорезьбовая. Иногда на торец шпильки наносится цветовая кодировка марки сплава (для А2 – зеленая, для А4 – красная). Если маркировка класса прочности отсутствует, то в расчет принимается среднее значение – 70.

Для сравнения механических свойств болтов из нержавеющей и углеродистой стали обратимся к таблице:
Углеродистые

Читать также: Воск для полировки дерева

Из таблицы видно, что при близких значениях временного сопротивления, предел текучести у аустенитных сплавов меньше, поэтому они больше подвержены пластической деформации. Это свойство позволяет болтам или шпилькам не ломаться при превышении допустимого момента затяжки или при боковых изгибающих нагрузках. В худшем случае превышение усилия может привести к срыву резьбы. В то время как углеродистые стали более хрупкие и запредельные нагрузки могут привести к излому резьбового крепежа.

Характеристики

Сегодня нержавеющие трубы ГОСТ этого типа должны отвечать многочисленным, детально прописанным, строгим требованиям:

1. Состав сплава 12Х18Н10Т четко регулируется.
2. Трубы обрабатываются термически, если только потребитель не отказался от этого.
3. Предел текучести как минимум 216 МПа. Эта характеристика показывает, при каком значении изделие будет продолжать разрушаться даже без увеличения нагрузки.
4. Должны выдержать растяжение при температуре 350 °C. Максимально высокое значение: +600 . Минимальное: -197. Хотя при эксплуатации рекомендуется не переступать порог в 350 °C.
5. Трубы, отвечающие требованиям документа, имеют минимальное количество различного рода деформаций: трещин, вмятин и пр. Предельные отклонения также устанавливаются. Некоторые из дефектов устраняются зачисткой.
6. Поверхность — светло-серая.
7. Продукция может выдерживать сплющивание в допустимых границах. Расстояние, которое получится между задействованными поверхностями, определяется по специальной формуле. Оно зависит от наружного диаметра и толщины стенки.
8. Допустимое гидравлическое давление — в рамках ГОСТ 3845 . Эта характеристика во многом определяется технологией производства изделия.
9. Трубы не боятся ультразвукового воздействия. Соответствующая проверка осуществляется при необходимости, по желанию потребителя. Размеры искусственных дефектов определяются по согласованию.
10. Устойчивы к межкристаллитной коррозии. Испытания здесь проводятся методами АМУ, ПТ, АМ.