Сталь 12х18н12т характеристики применение
Обновлено: 26.04.2024
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 | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сталь 12Х18Н12Т
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%).
Химический состав в % стали 12Х18Н12Т
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | Ti | Fe |
| 17,0-19,0 | 11,0-13,0 | Остальное |
Основные элементы, оказывающие влияние на свойства стали 12Х18Н12Т, это углерод, никель, хром и марганец.
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.
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.
Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2879-88.
Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.
Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73.
Лист толстый ГОСТ 7350—77.
Лист тонкий ГОСТ 5582—75.
Лента ГОСТ 4986—79.
Проволока ГОСТ 18143—72.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 25054—81, ГОСТ 1133-71.
Трубы ГОСТ 9940-72, ГОСТ 9941-72, ГОСТ 14162-79.
Свариваемость
Сталь 12Х18Н10Т является свариваемой без ограничений. Способы сварки: РДС, ЭШС и КТС (Контактно Точечная Сварка). Рекомендуется последующая термообработка.
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1200, конца 850. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 0,85 и Kv б.ст = 0,35 в закаленном состоянии при НВ 169 и σв = 610 МПа.
Флокеночувствительность — не чувствительна.
Химический состав, % (ГОСТ 5632-2014)
| Сталь | C | Si | Mn | Cr | Ni | Ti | S | P |
| 12Х18Н10Т | не более 0,12 | не более 0,80 | не более 2,00 | 17,0-19,0 | 9,0-11,0 | 5,0-8,0 | не более 0,02 | не более 0,40 |
Применение 12Х18Н10Т
Назначение — 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 коррозионностойкая (нержавеющая) аустенитного класса и преимущественно применяется как коррозионостойкая, но может применяться и как жаростойкая и жаропрочная. По жаростойкости близка к стали 12Х18Н9Т.
Применяется для изготовления свариваемой аппаратуры в разных отраслях промышленности.
Примерное применение как жаростойкой стали
Назначение — трубы, детали печной арматуры, теплообменники, муфели, реторты, патрубки и коллекторы выхлопных систем, электроды искровых зажигательных свечей. Рекомендуемая максимальная температура применения в течение длительного времени (до 10000 ч), 800°С.
Температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде, 850°С.
Неустойчива в серосодержащих средах. Применяются в случаях, когда не могут быть применены безникелевые стали.
Примерное применение как жаропрочной стали
Детали выхлопных систем, трубы, листовые и сортовые детали.
Рекомендуемая максимальная температура применения, 600°С.
Срок службы — Весьма длительный.
Применение стали 12Х18Н10Т для корпусов, крышек, фланцев, мембран и узла затвора, изготовленных из проката, поковок (штамповок) (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали | НД на поставку | Температура рабочей среды (стенки), °С | Дополнительные указания по применению |
| 12Х18Н10Т ГОСТ 5632 | Сортовой прокат ГОСТ 5949. Листы ГОСТ 7350. Поковки ГОСТ 25054. Трубы ГОСТ 9940, ГОСТ 9941 (из 12Х18Н10Т) | От -270 до 350 | Для сварных узлов арматуры, работающих в агрессивных средах: HNO3, щелочей, аммиачной селитры, пищевых сред, сред спецтехники, судовой арматуры, криогенных сред, сероводородсодержащих сред; для мембран |
| Св. 350 до 610 | Для сварных узлов арматуры при отсутствии требования стойкости к межкристаллитной коррозии |
Применение стали 12Х18Н10Т для крепежных деталей арматуры (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали, по ГОСТ 1759.0 | Стандарт или технические условия на материал | Параметры применения | |||||
| Болты, шпильки, винты | Гайки | Плоские шайбы | |||||
| Темпера- тура среды, °С | Давление номи- нальное Pn, МПа (кгс/см 2 ) | Темпера- тура среды, °С | Давление номи- нальное Pn, МПа (кгс/см 2 ) | Темпера- тура среды, °С | Давление номи- нальное Pn, МПа (кгс/см 2 ) | ||
| 12Х18Н10Т | ГОСТ 5632 | От -196 до 600 | Не регламен- тируется | От -196 до 600 | Не регламен- тируется | От -196 до 600 | Не регламен- тируется |
Применение стали 12Х18Н10Т для изготовления шпинделей и штоков (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали | НД на поставку | Температура рабочей среды, °С | Дополнительные указания по применению |
| 12Х18Н10Т ГОСТ 5632 | Сортовой прокат ГОСТ 5949 | От -270 до 350 | Применяется для работы в агрессивных средах: азотной кислоте, щелочах, аммиачной селитре, пищевых средах, средах спецтехники, судпрома, криогенной техники и сероводородсодержащих средах. Применяется для сварных узлов |
| Сортовой прокат ГОСТ 5949 | Св. 350 до 610 | Применяется для работы в средах, не вызывающих межкристаллитной коррозии |
Применение стали 12Х18Н10Т для сильфонов (ГОСТ 33260-2015)
| Марка стали | НД на поставку | НД на изготовление сильфонов | Температура рабочей среды, °С | Давление рабочее Pp, МПа(кгс/см 2 ), не более | Дополнительные указания по применению |
| 12Х18Н10Т ГОСТ 5632 | Лист ГОСТ 5582. Лента ГОСТ 4986, (для стали 1.4541) | ГОСТ 21744, ГОСТ 22388 | От -260 до 550 | От 0,6 до 25,0 (от 6 до 250) | Для воды, пара, инертных газов и для криогенных температур. Для сред слабой агрессивности — до температуры 350°С. Для коррозионных сред — до 150°С |
| Труба ГОСТ 10498 | От -260 до 465 | От 0,15 до 3,10 (от 1,5 до 31,0) |
ПРИМЕЧАНИЕ
В таблице указаны предельные величины по температурам и рабочим давлениям. Конкретные сочетания параметров применения (рабочее давление, осевой ход, температура и полный назначенный ресурс) приведены в нормативной документации на сильфоны.
Применение стали 12Х18Н10Т для узла затвора арматуры
| Марка стали | Температура рабочей среды, °С | Твердость | Дополнительные указания по применению |
| 12Х18Н10Т ГОСТ 5632 | От -100 до 300 | 155…170 HB | Работоспособность узла затвора обеспечивается при наличии наплавки или другого износостойкого покрытия в ответной детали |
Применение стали 12Х18Н10Т для винтовых цилиндрических пружин
| Марка стали | НД на поставку | Температура применения, °С | Дополнительные указания по применению |
| 12Х18Н10Т ГОСТ 5632 | Проволока | От -253 до 400 | Предохранительные, регулирующие клапаны, маломагнитные пружины |
Применение стали 12Х18Н10Т для прокладок
| Марка стали | Вид полуфабриката | Температура применения, °С | Дополнительные указания по применению | |
| Наименование | НД на поставку | |||
| 12Х18Н10Т ГОСТ 5632 | Листы толстые термически обработанные | ГОСТ 7350 | От -253 до 600 | Применяется для работы в коррозионных средах |
Стойкость стали 12Х18Н10Т к сульфидному коррозионному растрескиванию
| Метод формообразования заготовок | Наименование деталей |
| Поковки, штамповки, заготовки из проката | Корпус, крышка, шток, шпиндель, детали уплотнения затвора, концевые детали сильфона |
Максимально допустимые температура применения стали 12Х18Н10Т в средах, содержащих аммиак
Максимально допустимые температура применения стали 12Х18Н10Т в водородосодержащих средах
| Марка стали | Температура, °С, при парциальном давлении водорода, PH2, МПа (кгс/см 2 ) | ||||||
| 1,5(15) | 2,5(25) | 5(50) | 10(100) | 20(200) | 30(300) | 40(400) | |
| 12Х18Н10Т | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 |
- Параметры применения сталей, указанные в таблице, относятся также к сварным соединениям.
- Парциальное давление водорода рассчитывается по формуле:
PH2 = (C*Pp)/100,
где C — процентное содержание в системе;
PH2 — парциальное давление водорода;
Pp — рабочее давление в системе.
Коэффициент относительной эрозионной стойкости деталей арматуры из стали 12Х18Н10Т
| Детали проточной части арматуры | Материал деталей | Коэффициент эрозионной стойкости относительно стали 12X18H10T | Максимальный перепад давления, при котором отсутствует эрозионный износ, МПа |
| Корпус, патрубки, шток, плунжер (шибер), седло | 12Х18Н10Т | 1,0 | 4,0 |
- Коэффициент эрозионной стойкости материала представляет собой отношение скорости эрозионного износа материала к скорости эрозионного износа стали 12Х18Н10Т (принятой за 1).
- Материалы являются эрозионностойкими, если коэффициент относительной эрозионной стойкости Kn не менее 0,5 и твердость материала HRC≥28.
Стойкость стали 12Х18Н10Т против щелевой эрозии
| Группа стойкости | Балл | Эрозионная стойкость по отношению к стали 12X18H10T |
| Стойкие | 2 | 0,75-1,5 |
Стойкость стали 12Х18Н10Т против ударной эрозии
| Балл стойкости | НВ не более | Материалы |
| 5 | 150 | Аустенитная хромоникелевая нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т |
Применение стали 12Х18Н10Т для изготовления основных деталей арматуры атомных станций
| Марка стали | Вид полуфабриката или изделия | Максимально допустимая температура применения, °С |
| 12Х18Н10Т ГОСТ 5632, ГОСТ 24030 | Листы, трубы, поковки, сортовой прокат. Крепеж | 600 |
Характеристики
Плотность ρ при температуре испытаний, 20 °С — 7900 кг/см 3
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С
| Сталь | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| 12Х18Н10Т | 15 | 16 | 18 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | 26 | — |
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м, при температуре испытаний °С —
| Сталь | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| 12Х18Н10Т | 725 | 792 | 861 | 920 | 976 | 1028 | 1075 | 1115 | — | — |
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
| 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 |
| 462 | 496 | 517 | 538 | 550 | 563 | 575 | 596 | — | — |
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| 15 | 16 | 18 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | 26 | — |
Коэффициент линейного расширения α*10 6 , К -1 , при температуре испытаний, °С
| 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 |
| 16,6 | 17,0 | 17,2 | 17,5 | 17,9 | 18,2 | 18,6 | 18,9 | 19,3 |
Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний °С
| Сталь | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| 12Х18Н10Т | 198 | 194 | 189 | 181 | 174 | 166 | 157 | 147 | — | — |
Модуль упругости при сдвиге на кручением G, ГПа, при температуре испытаний °С
| Сталь | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| 12Х18Н10Т | 77 | 74 | 71 | 67 | 63 | 59 | 57 | 54 | 49 | — |
Механические свойства
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σb, МПа | δ5, % | ψ% |
| не менее | ||||||
| ГОСТ 5949-75 | Пруток. Закалка с 1020-1100 °С на воздухе, в масле или в воде | 60 | 196 | 510 | 40 | 55 |
| ГОСТ 18907-73 | Пруток шлифованный, обработанный на заданную прочность | — | — | 590-830 | 20 | — |
| Пруток нагартованный | До 5 | — | 930 | — | — | |
| ГОСТ 7350-77 (образцы поперечные) | Лист горячекатаный и холодно-катаный: | |||||
| закалка с 1000-1080 °С в воде или на воздухе | Св.4 | 236 | 530 | 38 | — | |
| ГОСТ 5582-75(образцы поперечные) | закалка с 1050-1080 °С в воде или на воздухе | До 3,9 | 205 | 530 | 40 | — |
| нагартованный | До 3,9 | — | 880-1080 | 10 | — | |
| ГОСТ 25054-81 | Поковка. Закалка с 1050— 1100 °С в воде или на воздухе | До 1000 | 196 | 510 | 35 | 40 |
| ГОСТ 18143-72 | Проволока термообработанная | 1,0-6,0 | — | 540-880 | 20 | — |
| ГОСТ 9940-81 | Труба бесшовная горячедеформированная без термообработки | 3,5-32 | — | 529 | 40 | — |
Механические свойства при повышенных температурах
Примечание. Закалка с 1050—1100 °С на воздухе.
Механические свойства при испытании на длительную прочность (ГОСТ 5949-75)
| tисп, °С | Предел ползучести, МПа, не менее | Скорость ползучести, %/ч |
| 600 | 74 | 1/100000 |
| 650 | 29-39 |
Ударная вязкость KCU
| Состояние поставки | KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С | ||
| +20 | -40 | -75 | |
| Полоса 8×40 мм | 286 | 303 | 319 |
Примечание. Предел выносливости σ-1 = 279 МПа при n = 10 7 .
Сталь 12Х18Н10Т
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) | |
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%.
Химический состав в % стали 12Х18Н10Т
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | V | Ti | Cu | W | Fe |
| 17,0-19,0 | 9,0-11,0 | 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.
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 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.
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 | - | - | - |
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.
Читайте также: