Коррозионная стойкость нержавеющих сталей по AISI


Общая характеристика стали 12х18н10т

Рассматривая 12х18н10т (ГОСТ определяет все стандарты) следует учитывать, что высокая концентрация основных легирующих элементов определяет особые свойства металла. Больше всего в марке присутствует хром и никель.

Скачать ГОСТ 5632-72

Технические особенности нержавеющей стали 12х18н10т можно охарактеризовать следующим образом:

  1. Показатель плотности составляет 7920 кг/м3.
  2. Закалка проводится при воздействии температуры около 1100 градусов Цельсия. Для нагрева среды до этой температуры требуется специальное оборудование.
  3. Аналог стали 12х18н10т должен иметь показатель твердости 179 МПа.
  4. Важным параметром можно назвать степень свариваемости. Марка нержавеющей стали 12х18н10т не имеет ограничений по свариваемости, могут применяться различные методы. После сварки рекомендуется проводить термическую обработку, которая повышает прочность и надежность соединения.
  5. Температура применения составляет 650 градусов Цельсия. Большая температура может привести к повышению пластичности и снижению защиты от химического воздействия.
  6. Есть возможность проводить обработку материала резанием в закаленном состоянии. Именно поэтому заготовка применяется для обработки резанием при использовании токарного или фрезерного оборудования.

В продаже также поставляется нагартованная заготовка, которая может применяться для получения самых различных изделий.

Аналог aisi производят многие зарубежные производители. При этом маркировка проводится согласно правилам, которые установлены в стране.

термообработка 12х18н10т

ВСЕ аустенитные стали начинают магнититься после наклёпа

Нет не все, а только аустенито-мартенситного (и только после соответствующей обработки) или аустенито-ферритного классов .

гранецентрированная решетка аустенита метастабильна при комнатной температуре, т.е. при любом достаточном приращении энергии замкнутой системы перестроится в более стабильную для данной температуры объёмноцентрированную решётку.

Ваш довод ошибочен. Во-первых, обсуждать следует не решётку аустенита, а решётку железа. Это связано с тем, что стабильность ГЦК-решётки железа (при заданных внешних условиях) зависит от того, какие элементы в ней растворены. Из литературы (Гуляев, Лякишев, Бернштейн полные ссылки не даю. лень набирать) известно, что ГЦК-металлы, азот и углерод стабилизируют аустенит, и ОЦК-металлы стабилизируют феррит. И все они растворяются как в аустените, так и в феррите. Это вроде мелочь, но, я считаю этот момент отправной точкой дальнейших рассуждений. Хотя если Вам угодно, то я соглашусь и с термином ГЦК решётка аустенита, т.к. он мне понятен.

Во-вторых для решения вопроса о том, какая решётка железа стабильна при заданных условиях (хим. состав сплава, температура, нормальное давление) нужно обратиться к соответствующей диаграмме состояния. Например, для системы «Fe-Ni-Cr» имеется изотермический разрез с описанием этой системы (см.Гуляева стр.412). Анализ тройного сплава «Fe-18Cr-10Ni» показывает, что при 20°С и 1 атм. устойчива (равновесна) ГЦК-решётка железа (аустенита). Обратите внимание, что нагрев такого сплава не приводит к полиморфному фазовому переходу (дельта-железо имеет ОЦК-решётку , но с большим периодом).

Вопрос: А если произвести пластическую деформацию сплава «Fe-18Cr-10Ni» (%С=0), какая решётка устойчива (стабильна во времени)?

Ответ: Непосредственно при деформации, когда давление много больше 1атм. устойчива ОЦК-решётка железа (это из практики; подобных диаграмм состояния я не видел). Во время деформации идёт превращение, но как только давление вернетё к 1 атм. устойчива ГЦК-решётка. При этом в структуре некоторое время может сохраняться метастабильная альфа фаза, которая при нагреве достаточно быстро превратится в гамма.

Вопрос: А если охладить до -196°С, а потом нагреть сплав «Fe-18Cr-10Ni»?

Ответ: При низких температурах устойчиво альфа-железо (альфа тв. раствор). При возвращении к 20° будет происходить превращение (по дифф. механизму), но в силу низкой самодиффузии железа идти будет долго (несколько лет).

Однако у нас не тройной сплав, а сталь 12Х18Н10Т. Добавление к нашей тройной системе углерода, Mn, Si и Ti усложняет систему (уже не нарисуешь диаграмму), но выход есть. Вот он.

Данная диаграмма показывает, к какому классу будет относится сталь заданного хим. состава в пересчёте на эквивалентный % Ni и Cr. На диаграмму я нанёс две точки: красную и зелённую. Красная точка соответствует марочному составу стали 12Х18Н10Т (ГОСТ5632-72), но с нижним пределом по Cr (17%) и верхним пределом по Ni (11%). Зелёная точка, обратная ситуация — это соответствует марочному составу нашей 12Х18Н10Т, но с верхним пределом по Cr (19%) и нижним по Ni (9%). Содержание углерода я брал равным 0,12% в обоих случаях, и титан в виду его малого влияния не учитывал. Для красной точки: экв.%N~15,5; экв.%Cr~18,5. Для зелёной точки: экв.%N~13,5; экв.%Cr~20,5.

Другими словами в пределах марочного состава сталь 12Х18 Н10Т может быть как аустенитной, так и аустенито-ферритной. Если металлурги ещё и углерод продуют до 0,02% или произойдёт обезуглероживание поверхности, то она (точка стали) сползёт в область А+Ф+М.

Вместе с тем, при усредненном составе и 0,12%С сталь 12Х18Н10Т считается чисто аустенитной, что и закреплено ГОСТ 5632-72, а также в металловедческой литературе (кому ГОСТы и Уважаемые металловеды, наши добрые учителя, не указ, тем в сад :wink: )

Покупаю мойку, приношу домой, тыкаю магнитом, магнит прилипает, как к угреродке.

Сегодня проверил магнитом свою мойку на работе. Не магнитится. Может её закалили после штампа? А может это не 18-10, а 18-25? Конечно же нет. Скорее всего моя 18-10 соответствует красной точке, а Ваша, Николай, — зелёной.

И последний вопрос (для Виталия). Зачем закаливают аустенитные стали, ведь после закалки они сохраняют этот аустенит в своей структуре в количестве 100%, и значит предел текучести и твёрдость будут точно такими же, как и до закалки?

Ответ. В данном случае закалка преследует цель не получения мартенсита, а растворения карбидов хрома в аустените. С одной стороны такая однофазная, закалённая структура обладает более высокой пластичностью, что не может положительно отразиться на процессах ХПД. Но, главное, присутствие в структуре стали карбидов хрома по границам зерен приводит к развитию межкристаллитной коррозии, т.к. образование карбидов Cr23C6 обедняет приграничные области зерна хромом и происходит локальное снижение коррозионной стойкости. Виталий, учитывайте, что при нагреве закалённой стали 12Х18Н10Т интенсивное (0,5-1 час) выделение карбидов хрома происходит при температуре свыше 450°С.

P.S. Касаемо проблемы обработки аустенитных сталей резанием, думаю, нужно создать ветку (если ранее не создана).
Изменено 20 сентября, 2016 пользователем ilia-ilich

Химический состав и структура сплава

Рассматриваемый материал 12х18н10т относится к классу конструкционных криогенных. Структуру можно охарактеризовать высокой устойчивостью к воздействию агрессивной среды. Химический состав стали 12х18н10т представлен сочетанием следующих элементов:

  1. Практически любой металл в своем составе имеет высокую концентрацию железа. Вторым наиболее важным химическим элементом является углерод, концентрация которого составляет 0,12%.
  2. Вторым по концентрации элементом является хром. Его концентрация составляет от 17% до 19%.
  3. В состав включили большую концентрацию никеля: от 9% до 11%.
  4. В последнее время в состав современных сплавов включается титан, концентрация которого около 0,8%.

Химический состав стали 12х18н10т

Остальные химические вещества имеют концентрацию в пределах нормы в соответствии с ГОСТ. Избежать наличие вредных примесей в составе практически не возможно, но есть возможность выдерживать низкий показатель концентрации: фосфора около 0,035% и серы не более 0,02%.

Конструкционная криогенная сталь 12Х18Н10Т

Марка 12Х18Н10Т – назначение

Конструкционная криогенная сталь 12Х18Н10Т аустенитного класса используется для изготовления сосудов/ аппаратов, работающих в растворах кислот (фосфорной, уксусной, азотной), солей, щелочей при t до 3500С; деталей, работающих под давлением при t –196 + 6000С.

Как правило из марки стали 12Х18Н10Т изготавливают листы г/к нержавеющие, круги, полосы и т. д.. Надо отметить, что в основном трубы из нержавеющей стали Российского производства изготавливаются именно из стали 12Х18Н10Т. Марка стали 12Х18Н10Т одна из самых практичных и надежных сталей в нержавеющем металлопрокате. Листы из стали 12Х18Н10Т имеют большой сортамент толщин и широкий спектр обработки поверхности, что в свою очередь позволяет конечному потребителю уменьшить затраты на обработку поверхности нержавеющего листа.

Сталь 12Х18Н10Т – отечественные аналоги

Марка металлопроката Заменитель
12Х18Н10Т 08Х17Т
08Х18Г8Н2Т
08Х22Н6Т
10Х14Г14Н4Т
12Х17Г9АН4
12Х18Н9Т
15Х25Т

Характеристики

Марка ГОСТ Зарубежные аналоги Классификация
12Х18Н10Т 9940–81 есть Сталь конструкционная криогенная
9941–81
5949–75
18143–72
25054–81
7350–77
5582–75

Материал12Х18Н10Т – технологические свойства

Флокеночувствительность Свариваемость Способы сварки
не чувствительна без ограничений ЭШС, РДС, КТС

Марка 12Х18Н10Т – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Кремний Марганец Медь Никель Сера Титан Углерод Фосфор Хром
0,8 2 0,3 9–11 0,02 5С–0,8 0,12 0,035 17–19

Сталь 12Х18Н10Т – механические свойства

Сортамент ГОСТ Размеры – толщина, диаметр Термообработка KCU y d5 sT
мм кДж/ м2 % % МПа МПа
Трубы горячедеформир. 9940–81 40 529
холоднодеформир. 9941–81 35 549
Пруток 5949–75 до 60 Закалка 1020–11000С. Охлаждение (воздух). 55 40 196 510
Проволока 18143–72 20–25 540–830
Поковки 25054–81 до 1000 Закалка1050–11000С. Охлаждение (вода) 40–52 35–38 196 510
Лист толстый 7350–77 Закалка1000–10800С. Охлаждение (вода) 40 205 530
тонкий 5582–75 Закалка1050–10800С. Охлаждение (вода) 40 205 530
тонкий нагартован 10 880–1080
тонкий полунагартован.

Материал 12Х18Н10Т – твердость, Мпа

Сортамент ГОСТ HB 10-1
Поковки 25054–81 179

Марка 12Х18Н10Т – ударная вязкость, Дж/см2

Сортамент Размеры – толщина, диаметр, мм Термообработка KCU при температурах
-750С -400С +200С
Полоса 8х40 Состояние поставки 319 303 286

Сталь 12Х18Н10Т – жаростойкость

Температура Среда Балл или группа стойкости
650 Воздух 2–3
750 Воздух 4–5

Материал 12Х18Н10Т – физические свойства

Т R 109 E 10-5 l a 106 r C
Град Ом·м МПа Вт/(м·град) 1/Град кг/м3 Дж/ (кг·град)
20 725 1.98 15 7920
100 792 1.94 16 16.6 462
200 861 1.89 18 17 496
300 920 1.81 19 17.2 517
400 976 1.74 21 17.5 538
500 1028 1.66 23 17.9 550
600 1075 1.57 25 18.2 563
700 1115 1.47 27 18.6 575
800 26 18.9 596
900 19.3

Марка 12Х18Н10Т – точные и ближайшие зарубежные аналоги

Австралия Австрия Англия Болгария Венгрия Германия Евросоюз Испания Италия
AS ONORM BS BDS MSZ DIN, WNr EN UNE UNI
321 X6CrNiTi18-10KKW
X6CrNiTi18-10S
321S31
321S51
321S59
LW18
LW24
X6CrNiTi18-10
0Ch18N10T
Ch18N12T
Ch18N9T
X6CrNiTi18-10
H5Ti
KO36Ti
KO37Ti
X6CrNiTi18-10
1.4541
1.4878
X10CrNiTi18-10
X12CrNiTi18-9
X6CrNiTi18-10
1.4541
1.4878
X10CrNiTi18-10
X6CrNiTi18-10KT
F.3523
X6CrNiTi18-10
X6CrNiTi18-11
X6CrNiTi18-11KG
X6CrNiTi18-11KT
Китай Польша Румыния США Франция Чехия Швеция Юж. Корея Япония
GB PN STAS AFNOR CSN SS KS JIS
0Cr18Ni10Ti
0Cr18Ni11Ti
0Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni11Ti
H0Cr20Ni10Ti
0H18N10T
1H18N10T
1H18N12T
1H18N9T
10TiNiCr180
12TiNiCr180
321
321H
S32100
S32109
Z10CNT18-10
Z10CNT18-11
Z6CNT18-10
Z6CNT18-12
17246
17247
17248
2337 STS321
STS321TKA
STSF321
SUS321

Легирующие элементы стали 12х18н10т

Основные легирующие элементы представлены хромом и никелем. Они оказывают следующее воздействие:

  1. Практически все распространенные нержавейки получаются при включении в состав хрома, который определяет коррозионную стойкость. Кроме этого, увеличивается способность структуры с пассивации.
  2. Никель добавляется в состав для того чтобы повысить эксплуатационные качества структуры. Примером назовем то, что рассматриваемая марка хорошо прокатывается в холодном и горячем состоянии.

Другие легирующие элементы лишь незначительно изменяют эксплуатационные характеристики рассматриваемого металла. Примером можно назвать ферритные свойства, а также межкристаллическую коррозионную устойчивость, связанная с высокой концентрацией титана.

Физические свойства

При выборе металла следует уделить внимание его физическим свойствам. Они во многом определяют область применения и его основные эксплуатационные качества. В рассматриваемом случае плотность нержавеющей стали составляет 7920 кг/м3. Довольно высокая плотность 12х18н10т определяет то, что изготавливаемые детали обладают прочностью.

К другим физическим свойствам отнесем следующие моменты:

  1. Температура плавления нержавеющей стали более 1000 градусов Цельсия. Провести подобную обработку в домашней мастерской практически невозможно.
  2. Коррозионная стойкость – основная причина востребованности распространенных нержавеек. Он может применяться в случае, если условия эксплуатации предусматривают воздействие повышенной влажности и химической среды.
  3. Низкие магнитные свойства позволяют применять ее при изготовлении различных изделий. Они достигаются за счет добавления титана.

Коэффициент линейного расширения и коэффициент теплопроводности определяют возможность применения материала при изготовлении изделий, которые могут эксплуатироваться при воздействии высокой температуры.

Удельный вес нержавеющей стали во многом зависит от химического состава и применяемого метода обработки.

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей по AISI

Коррозийная устойчивость нержавеющих сплавов к разным средам

В таблице указана коррозионная стойкость нержавеющих сплавов в различных вариантах применения. Не каждая нержавеющая сталь одинаково коррозийностойкая. А именно возможность применения марок стали по AISI в следующих отраслях/средах: Пресная вода и умеренный климат. Промышленные применения. Морская вода / морские суда. Неагрессивные и слабоагрессивные среды. Сильные окислители / Кислоты. Сильные восстановители / Щелочи.

Тип по AISIПресная вода и умеренный климатПромышленные примененияМорская вода / морские судаНеагрессивные и слабоагрессивные средыСильные окислители / КислотыСильные восстановители / Щелочи
201МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
202МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
205МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
301МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
302МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
302BМожноМожноМожноМожноМожноНельзя
303МожноМожноМожноМожноНельзяНельзя
303 SeМожноМожноМожноМожноНельзяНельзя
304МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
304LМожноМожноМожноМожноМожноНельзя
304NМожноМожноМожноМожноМожноНельзя
305МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
308МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
309МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
309SМожноМожноМожноМожноМожноНельзя
310МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
310SМожноМожноМожноМожноМожноНельзя
314МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
316МожноМожноМожноМожноМожноМожно
316FМожноМожноМожноМожноМожноМожно
316LМожноМожноМожноМожноМожноМожно
316NМожноМожноМожноМожноМожноМожно
317МожноМожноМожноМожноМожноМожно
317LМожноМожноМожноМожноМожноНельзя
321МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
329МожноМожноМожноМожноМожноМожно
330МожноМожноМожноМожноМожноМожно
347МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
348МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
384МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
403МожноНельзяНельзяМожноНельзяНельзя
405МожноНельзяНельзяМожноНельзяНельзя
409МожноНельзяНельзяМожноНельзяНельзя
410МожноНельзяНельзяМожноНельзяНельзя
414МожноНельзяНельзяМожноНельзяНельзя
416МожноНельзяНельзяНельзяНельзяНельзя
416 SeМожноНельзяНельзяНельзяНельзяНельзя
420МожноНельзяНельзяНельзяНельзяНельзя
420FМожноНельзяНельзяНельзяНельзяНельзя
422МожноНельзяНельзяНельзяНельзяНельзя
429МожноМожноНельзяМожноМожноНельзя
430МожноМожноНельзяМожноМожноНельзя
430FМожноМожноНельзяМожноНельзяНельзя
430F SeМожноМожноНельзяМожноНельзяНельзя
431МожноМожноМожноМожноНельзяНельзя
434МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
436МожноМожноМожноМожноМожноНельзя
440AМожноНельзяНельзяМожноНельзяНельзя
440BМожноНельзяНельзяНельзяНельзяНельзя
440CМожноНельзяНельзяНельзяНельзяНельзя
442МожноМожноНельзяМожноМожноНельзя
446МожноМожноМожноМожноМожноНельзя

Бесшовная и электросварная труба из нержавеющей стали в ассортименте, производство и реализация.

Механические свойства

При рассмотрении металла учитываются и механические свойства стали 12х18н10т. они характеризуются следующим образом:

  1. Твердость по Бринеллю соответствует 179 МПа. Этот момент определяет то, что поверхность материала может выдерживать воздействие самого различного типа.
  2. Предел прочности варьирует в различном диапазоне, обычно составляет 279 МПа.

Механические характеристики стали 12х18н10т

При выборе 12х18н10т также учитывается предел текучести, который определяет возможность его применения при литье различных изделий.

К другим особенностям рассматриваемого металла отнесем следующие моменты:

  1. При легировании в состав включается кремний. Он повышает плотность и показатель текучести. Концентрация этого химического элемента в составе неблагоприятно воздействует на пластичность.
  2. Достаточно высокая пластичность и ударная вязкость являются привлекательными эксплуатационными качествами металла.
  3. При снижении температуры окружающей среды механические свойства металла начинают существенно снижаться.

Недостаток заключается в том, что металл не выдерживает на воздействие веществ, в состав которых включены ионы хлора. Кроме этого, коррозионная стойкость низкая в отношении к соляной или серной кислоты. Поэтому сфера применения несколько ограничена.

Сфера применения

Применение стали 12х18н10т весьма обширно:

  1. Пищевая промышленность. Стоит учитывать, что к изделиям, применяемым в пищевой промышленности, предъявляется достаточно много требований. Металл не должен взаимодействовать с продуктами питания и напитками.
  2. Химическая и нефтяная отрасли. В этих отраслях также часто создают различные емкости и элементы, которые контактируют с нефтепродуктами и различными химическими веществами.
  3. Машиностроение. В машиностроительной отрасли изготавливают различные изделия путем резания. Если ни будут эксплуатироваться при высокой влажности и воздействии химических веществ, то часто выбирается рассматриваемая материал.
  4. В секторе топливной промышленности и энергетики. Металл может выдерживать воздействие высокой температуры.


Применение стали 12х18н10т в производстве стройматериалов


Листовая сталь 12х18н10т


Резервуар из стали 12х18н10т


Применение стали 12х18н10т в автомобильном производстве

Металл может обрабатываться при применении автоматической и ручной сварки. Высокий показатель коэффициента теплопроводности определяет применение стали при изготовлении теплообменного оборудования. Также листовой металл применяется при изготовлении коллекторных элементов для передачи и распределения выхлопных газов.

Большое распространение получили бесшовные нержавеющие трубы, которые эксплуатируются под большим давлением. Кроме этого, в химическом составе есть титан, который определяет низкие магнитные качества. Достаточно высокая концентрация углерода определяет высокий уровень прочности.

Марка нержавеющей стали 12Х18Н10Т: расшифровка состава

Буквенно-цифровое название марки сплава обозначает состав и процентное содержание легирующих компонентов. Эта марка нержавеющей стали 12Х18Н10Т характеризуется более высоким содержанием углерода – 0,12% – по сравнению с другим распространенным сплавом марки 08Х18Н10Т. Также в составе присутствует 17–19% хрома, 9–11% никеля и до 0,8% титана. Базовое вещество – железо, его в сплаве до 70%, другие добавки – фосфор, сера, силиций – представлены в незначительном количестве и на рабочие свойства стали не влияют.

Благодаря легирующим элементам материал – нержавеющая сталь 12Х18Н10Т – приобретает устойчивость к коррозии, прочность, хорошую свариваемость, возможность обработки в горячем и холодном состоянии. Добавление в сплав до 2% марганца замедляет скорость роста зерна в структуре, что позволяет изготавливать мелкозернистую сталь.

Рабочие характеристики марки 12Х18Н10Т

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т – высоколегированный сплав, принадлежит к конструкционным криогенным сталям. Уникальные эксплуатационные свойства материал получил благодаря легирующим компонентам, которые присутствуют в составе.

Нержавеющая сталь 08Х18Н10Т, характеристики:

  • устойчивость к коррозии: главная особенность и преимущество стали 12Х18Н10Т. Нержавеющий сплав применяется в агрессивной химической среде: уксусной, азотной, фосфорной кислотах, щелочах, морской воде, атмосфере насыщенного пара. Единственное ограничение – серосодержащая среда, в этом случае структура стали быстро разрушается;
  • свариваемость: сталь нержавеющая листовая 12Х18Н10Т поддается свариванию без ограничений, ручным и автоматическим способом. Сварные изделия не подвергаются воздействию межкристаллитной и атмосферной коррозии;
  • легкость обработки: материал используется для изготовления всех видов металлопроката. Сталь листовая нержавеющая, марка 12Х18Н10Т, нарезается с помощью фрезерных или токарных приборов;
  • жаропрочность: сплав выдерживает нагревание до 800°С благодаря наличию титана в своем составе, даже сварные стальные детали сохраняют прочность при высоких температурах. Лист нержавеющий, сталь 12Х18Н10Т, применяется и при минусовых температурах до -196°С.

Еще одна особенность, которой привлекает сталь нержавеющая листовая 12Х18Н10Т ГОСТ, – цена. Стоимость изготовленных из этого сплава метизов, элементов промышленного оборудования и деталей машин весьма доступная.

Сферы применения стали 12Х18Н10Т

Высоколегированный нержавеющий сплав служит основой для следующей металлопрокатной продукции:

  • трубного проката;
  • проволоки;
  • листов;
  • прутков;
  • лент и полос;
  • кованых заготовок.

Из стальной проволоки изготавливаются пружины, тросы, тканые фильтровальные сетки, плетеные транспортерные ленты для конвейеров. Емкости, сварные контейнеры, фланцы из нержавеющей стали 12Х18Н10Т применяются в агрессивных кислотных средах, растворах щелочей, соленой воде.

Из стали делают детали холодильного и криогенного оборудования, которое рассчитано на работу при гелиевых температурах. Сплав идет на изготовление элементов трубопроводов, печей, паронагревателей.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]