12х18н10т термообработка после сварки

Обновлено: 19.05.2024

Различия в закалке нержавеющей и углеродистой стали

Все легирующие элементы, входящие в состав коррозионностойкой стали, условно делят на две группы:

Первая – элементы, повышающие температуру полиморфного превращения. К ним относятся медь, ванадий, вольфрам, молибден, титан, ниобий. Для нержавейки, включающей такие добавки, требуется повышение температуры закалки.
Вторая – элементы, понижающие критическую температуру, при которой происходит изменение кристаллической решетки. Это марганец и никель. Со сталями, содержащими марганец, не рекомендуется допускать перегрева, поскольку этот элемент провоцирует рост аустенитного зерна.

Внимание! Карбидообразующие элементы – хром, молибден, вольфрам, ванадий, титан – подавляют рост аустенитного зерна. Поэтому содержащие их стали не подвержены перегреву, их обычно нагревают до более высоких температур, по сравнению с углеродистыми.

По отношению к нелегированным углеродистым нержавеющие стали требуют:

из-за худшей теплопроводности – более длительной выдержки для качественного прогрева;
более медленного охлаждения, для которого обычно используют масляные ванны.

Что такое закалка металлов и ее виды

Под закалкой понимают вид термообработки металла, состоящий из его нагрева до температуры, при достижении которой наступает изменение структуры кристаллической решетки (полиморфное превращение) и дальнейшего ускоренного охлаждения в воде или масляной среде. Целью такой термообработки является повышение твердости металла.

Применяется также закалка, при которой температура нагрева металла не дает состояться полиморфному превращению. В этом случае фиксируется его состояние, которое свойственно металлу при температуре нагрева. Это состояние называют пересыщенным твердым раствором.

Технологию закалки с полиморфным превращением используют в основном для изделий из стальных сплавов. Цветные металлы подвергают закалке без достижения полиморфного изменения.

После такой обработки стальные сплавы становятся тверже, но при этом они приобретают повышенную хрупкость, теряя пластичность.

Чтобы снизить нежелательную хрупкость после нагрева с полиморфным изменением, применяется термообработка, называемая отпуском. Она проводится при более низкой температуре с постепенным дальнейшим охлаждением металла. Таким способом снимается напряжение металла после процесса закаливания, и уменьшается его хрупкость.

При закалке без полиморфного превращения нет проблемы с излишней хрупкостью, но твердость сплава не достигает требуемого значения, поэтому при повторной термической обработке, называемой старением, ее наоборот повышают за счет распада пересыщенного твердого раствора.

Особенности закалки стали

Закаливаются в основном нержавеющие стальные изделия и сплавы, предназначенные для их изготовления. Они имеют мартенситную структуру и характеризуются повышенной твердостью, приводящей к хрупкости изделий.

Если провести термообработку таких изделий с нагревом до определенной температуры с последующим быстрым отпуском, то можно добиться повышения вязкости. Это позволит использовать такие изделия в различных сферах.

Виды закаливания сталей

В зависимости от предназначения нержавеющих изделий, можно провести закалу всего предмета или только той его части, которая должна быть рабочей и иметь повышенные прочностные характеристики.

Поэтому закалку нержавеющих изделий подразделяют на два способа: глобальный и локальный.

Охлаждающая среда

Достижение необходимых свойств нержавеющих материалов во многом зависит от выбора способа их охлаждения.

Разные марки нержавеющих сталей подвергаются охлаждению по-разному. Если низколегированные стали охлаждают в воде или ее растворах, то для нержавеющих сплавов для этих целей применяют масляные растворы.

Важно: При выборе среды, в которой проводят охлаждение металла после нагрева, следует учитывать, что в воде охлаждение проходит быстрее, чем в масле! Например, вода температурой 18°C способна охладить сплав на 600°C за секунду, а масло всего на 150°C.

Для того, чтобы получить высокую твердость металла, охлаждение проводят в проточной холодной воде. Также для повышения эффекта закалки для охлаждения готовят соляной раствор, добавляя в воду около 10% поваренной соли, или используют кислотную среду, в которой не менее 10% кислоты (чаще серной).

Кроме выбора охлаждающей среды немаловажным является режим и скорость охлаждения. Скорость снижения температуры должна быть не меньше 150°C за секунду. Таким образом, за 3 секунды температура сплава должна снизиться до 300°C. Дальнейшее снижение температуры может проводиться с любой скоростью, т. к. зафиксированная в результате быстрого охлаждения структура при низких температурах уже не разрушится.

Важно: Слишком быстрое охлаждение металла приводит к его излишней хрупкости! Это следует учитывать при самостоятельной закалке.

Различают следующие способы охлаждения:

С использованием одной среды, когда изделие помещают в жидкость и держат там до полного охлаждения.
Охлаждение в двух жидких средах: масле и воде (или солевом растворе) для нержавеющих сталей. Изделия из углеродистых сталей сначала охлаждают в воде, т. к. она является быстро охлаждающей средой, а потом в масле.
Струйным методом, когда деталь охлаждается струей воды. Это очень удобно, когда требуется закалить определенную область изделия.
Методом ступенчатого охлаждения с соблюдением температурных режимов.

Читать также: Температура масла винтового компрессора

Температурный режим

Правильный температурный режим проведения закалки нержавеющих изделий является важным условием их качества. Для достижения хороших характеристик их равномерно прогревают до 750-850°C, а потом быстро проводят охлаждение до температуры 400-450°C.

Важно: Нагрев металла выше точки рекристаллизации приводит к крупнозернистому строению, ухудшающему его свойства: излишней хрупкости, приводящей к растрескиванию!

Для снятия напряжения после нагрева до нужной температуры упрочнения металла, иногда используют поэтапное охлаждение изделий, постепенно снижая температуру на каждом из этапов нагрева. Такая технология позволяет полностью снять внутренние напряжения и получить прочное изделие с нужной твердостью.

Как закалить низкоуглеродистую нержавейку с предварительной цементацией?

Результаты, которых позволяет достичь цементация в сочетании с закалкой и отпуском:

сердцевина изделия, не насыщенная углеродом, остается вязкой даже после закалки;
повышается износостойкость;
увеличивается предел выносливости.

Твердая цементация нержавеющих сталей осуществляется путем укладки изделия в ящики с карбюризатором, в качестве которого применяется измельченный графит или другой материал, далее следуют закалка и низкий отпуск. Твердый карбюризатор используют в домашних условиях или мелкосерийном производстве. Для массового изготовления металлопродукции востребована цементация в газовой среде. Варианты – жидкостная и вакуумная цементация.

Способ термообработки нержавеющих сталей

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам скоростной закалки нержавеющих сталей. Способ позволяет повышать прочностные, пластические свойства и ударную вязкость сталей. Сталь 30 13 отжигают при 750С с охлаждением в печи до 500С, затем на воздухе. Высокотемпературную закалку осуществляют с нагревом в соляной ванне до 1200С со скоростью 20С/с и охлаждают в масле, затем проводят низкотемпературный отпуск при 200С 1 ч. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам закалки нержавеющих сталей.

СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ, включающий отпуск, высокотемпературный нагрев, охлаждение и низкотемпературный отпуск, отличающийся тем, что высокотемпературный нагрев ведут со скоростью 20 — 30 град/c до 1200 — 1300oС.

Термообработка нержавеющей стали 12х18н10т после сварки

Описание состава

Если говорить о составе данного сплава, то в него входят такие элементы, как:
Если говорить о химических характеристиках стали 12Х18Н10Т, то они должны соответствовать тем требованиям, которым указаны в государственном стандарте под номером 5632-72. Из-за своего состава и параметров это сырье может использоваться как в криогенной индустрии, где работа осуществляется при температуре до -280 градусов по Цельсию, так и в сталеплавильных печах, температура в которых, может достигать +1800 градусов по Цельсию.

Кроме того, охарактеризовать эту марку стали можно еще и тем, что ее ударная вязкость и пластичность находятся на высоком уровне. Благодаря этим двум параметрам, обработка такого материала происходит довольно гладко, однако нужно быть осторожными при деформации листового типа сырья. Здесь возможно возникновение изъянов во время проведения процесса.

ГОСТ и другие нормативные документы на сталь

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т изготавливается согласно требованиям ГОСТ:

1133-71 — методом ковки круглого и квадратного сечения;
18143-72 — проволока;
18907-73 — прутки;
25054-81 — поковки, поставляются в отожженном состоянии;
4986-79 — лента холоднокатаная;
9940-81 — трубы бесшовные горячекатаные;
9941-81 — трубы бесшовные катаные в холодном и теплом состоянии;
2879-2006 — шестигранник горячекатаный.

Кроме вышеперечисленных, используется еще ряд стандартов для изготовления профилей высокой точности, а также изделий и деталей из коррозионностойкой жаропрочной стали.

Конструктор Cтали

Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная Характеристика материала 12Х18Н10Т

Марка:	12Х18Н10Т
Заменитель:	08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4, 08Х22Н6Т, 08Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н9Т
Классификация:	Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная
Применение:	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.

Химический состав в % материала 12Х18Н10Т.

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	—
до 0.12	до 0.8	до 2	9-11	до 0.02	до 0.035	17-19	до 0.3	(5 С-0.8) Ti, остальное Fe

Механические свойства при Т=20oС материала 12Х18Н10Т.

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
—	мм	—	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	—
Поковки	до 1000	510	196	35	40	Закалка 1050-1100oC, вода,

Физические свойства материала 12Х18Н10Т.

T	E 10-5	a106	l	r	C	R 109
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	1.98	15	7900	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 материала 12Х18Н10Т.

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.

Сфера применения

Применение стали 12х18н10т весьма обширно:

Пищевая промышленность. Стоит учитывать, что к изделиям, применяемым в пищевой промышленности, предъявляется достаточно много требований. Металл не должен взаимодействовать с продуктами питания и напитками.
Химическая и нефтяная отрасли. В этих отраслях также часто создают различные емкости и элементы, которые контактируют с нефтепродуктами и различными химическими веществами.
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.
В секторе топливной промышленности и энергетики. Металл может выдерживать воздействие высокой температуры.

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.

Механические свойства

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

Твердость по Бринеллю соответствует 179 МПа. Этот момент определяет то, что поверхность материала может выдерживать воздействие самого различного типа.
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:

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

Как легирование влияет на состав?

Здесь важно начать с того, что эта марка сплава, как говорилось ранее, относится к аустенитному классу. Это значит, что она проходит стандартную процедуру закаливания при температуре 1050 градусов по Цельсию, а затем охлаждается в воде. Структура стали сильно напоминает раствор.

Кроме того, не происходит каких-либо изменений при нагреве под горячую пластическую деформацию, а также при охлаждении до -196 градусов. Если долго выдерживать сырье в температурном режиме от 450 до 650 градусов, то начнет происходить выделение карбидов хрома. Это вызовет возникновение такого дефекта, как межкристаллитная коррозия.

Однако здесь же важно понимать, что хром – это один из важнейших элементов, содержащихся в составе. Количество этого химического вещества в составе находится в пределах от 17 до 19%. Именно он дает конечному сплаву очень высокую стойкость к коррозии и обеспечивает способность к пассивации.

Сталь 12Х18Н10Т характеристики, применение, расшифровка, ГОСТ

Отжиг – одна из основных операций термообработки, предназначенная для получения определенных свойств стали. Она может служить промежуточным этапом или выполнять функции окончательного технологического процесса. Цели, достигаемые с помощью различных видов отжига: снизить твердость, получить однородную структуру, удобную для последующих операций мехобработки, снять внутренние напряжения. В зависимости от температуры нагрева, времени и условий выдержки различают два основных типа отжига –I иII рода, которые, в свою очередь, подразделяются на подвиды.

Отжиг сталей первого рода – назначение, виды, температуры нагрева

В зависимости от температур нагрева и начального состояния сплава при различных видах отжига I рода протекают процессы гомогенизации, рекристаллизации, устранения остаточных напряжений, уменьшения твердости. Все эти процессы проходят в случаях нагрева сплавов и выше, и ниже температур, при которых осуществляются фазовые трансформации. Основные цели, достигаемые с помощью этого вида термической обработки, – ликвидация химической и физической неоднородности, возникающей после сварки, резки, обработки давлением, закалки.

Гомогенизационный (диффузионный) отжиг

Этот вид термообработки применяется для слитков из легированных марок. Он позволяет снизить дендритную или внутрикристаллитную неоднородность, повышающую склонность металла при обработке давлением к негативным явлениям, среди которых:

хрупкий излом;
неравномерность свойств в различных направлениях;
слоистый излом;
трещинообразование;
снижение пластичности и вязкости.

Режим диффузионного процесса:

нагрев до высоких температур (до +1200°C), при которых характеристики структуры сплава выравниваются по всем направлениям;
выдержка – 15-20 часов;
быстрое охлаждение заготовки до 800-820°C, а затем более медленное на воздухе.

В результате гомогенизационного термического процесса получают крупное зерно, которое измельчают дальнейшей обработкой давлением или термической обработкой.

Рекристаллизационный отжиг стали

Этот вид термообработки используется для стальных заготовок или полуфабрикатов после холодного деформирования или между такими операциями. Он заключается в нагреве до температур, превышающих температуры рекристаллизационных процессов, выдержке и охлаждении. Температура операции определяется содержанием углерода в сплаве:

Для снятия напряжений

Этот вид термообработки применяют для отливок, сварных изделий, заготовок после резки, в которых появляются остаточные напряжения в результате неоднородного охлаждения и пластических деформаций. Остаточные напряжения провоцируют целый ряд негативных последствий, среди которых – изменение размерных параметров и деформационные процессы во время хранения, транспортировки и эксплуатации изделий.

Операция для снятия напряжений осуществляется в следующих температурных интервалах:

Ходовые винты, зубчатые колеса, червяки: +570-600°C, выдержка 2-3 часа после основной механообработки, +160…+180°C, выдержка 2-2,5 часа после финишных мероприятий, проводимых для снятия напряжений после шлифовки.
Обработка для снятия сварных напряжений: +650-700°C.

Остаточные напряжения снижаются и при рекристаллизационном отжиге, при котором осуществляются фазовые трансформации.

Свойства стали 12Х18Н10Т

Главные достоинства 12Х18Н10Т – это устойчивость к самопроизвольному разрушению при контакте с окружающей средой, в том числе агрессивной, криогенность, высокая пластичность и сопротивляемость ударному воздействию. Она также является жаростойкой и жаропрочной.

Нержавеющие свойства стали придает высокое содержание хрома. Никель добавляет сплаву устойчивость к разрушению также и в агрессивных средах (кислотах, щелочах, соляных растворах).

Сочетание концентраций никеля, углерода и хрома придает стали аустенитную структуру, благодаря которой она хорошо поддается и горячей, и холодной прокатке. Однако в ней присутствуют и ферриты, что обеспечивается содержанием кремния и титана.

Титан играет также важную роль в повышении сопротивления стали разрушению структуры на уровне зерна, образуя в соединении с углеродом защищающие от коррозии карбиды.

Добавление марганца уменьшает зернистость сплава, что придает ему большую прочность, твердость и податливость к обработке.

Сталь данной марки отличается также отсутствием флокеночувствительности и долгим сроком службы. Прочность ее сравнительно невелика (700-850МПа). Хорошо сваривается любыми ручными и автоматическими способами.

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.

Отжиг II рода – процессы с фазовой перекристаллизацией

Отжиг II рода осуществляется только при температурах, лежащих выше порога начала фазовых трансформаций. Разновидности – полный, изотермический, неполный.

Полный

Полный отжиг заключается в нагреве выше критической температуры А3 (окончания перекристаллизации), выдержке до полного завершения фазовых трансформаций и медленном охлаждении. При нагреве до температур, превышающих на 30-50°Cточку А3, сталь после полного отжига приобретает однофазную аустенитную структуру с измельченным зерном, обеспечивающую повышенную вязкость и пластичность. При более высоких температурах аустенитное зерно увеличивается в размере, что снижает характеристики полуфабриката.

Температура нагрева и время выдержки в высокотемпературных условиях определяются типом заготовок, способом их укладки в печь, высотой садки. Для защиты стали от окисления и обезуглероживания отжиг проводится в защитных атмосферах.

Скорость охлаждения определяется химсоставом стали. Чем большую устойчивость переохлажденного перлита проявляет металл, тем медленнее его необходимо охлаждать. Поэтому углеродистые стали охлаждают со скоростью 100-150 градусов в час, а легированные стали значительно медленнее – со скоростью 40-60 градусов в час. После распада аустенита в ферритной области охлаждение может быть более интенсивным. Его можно реализовать даже на воздухе. Если цель этого вида т/о – снятие напряжений в деталях сложной конфигурации, то медленное охлаждение в печи осуществляют до достижения нормальных температур.

Полный отжиг обычно применяется для сортового проката, фасонных отливок, поковок из среднеуглеродистых сталей.

Изотермический отжиг

При этом виде термообработки нагрев осуществляется, как и для полного отжига. Отличие процесса – быстрое охлаждение до температур, расположенных ниже критической точки А1, обычно – это +660…680°C. При температуре, до которой сталь была быстро охлаждена, осуществляется изотермическая выдержка – до 6 часов, во время которой происходит полный распад аустенитной структуры. На следующем этапе полуфабрикаты охлаждаются на воздухе.

Плюс изотермического процесса по сравнению с полным – сокращение периода операции. Особенно это актуально для легированных марок. Еще одно преимущество – получение максимально однородной структуры по всему сечению заготовки. Заготовки, которые планируется обрабатывать резанием, отжигают при температурах 930-950°C, обеспечивающих небольшое укрупнение зерна и улучшение обработки режущим инструментом.

Чаще всего изотермическому отжигу подвергают: поковки и сортовой прокат небольших размеров, изготовленный из легированных марок. Для больших садок (от 20 т) изотермический отжиг не применяют, поскольку на отдельных участках садки превращения осуществляются при разных температурных условиях.

Для пружинной среднеуглеродистой стали с содержанием углерода 0,6-0,9% C применяют специализированную изотермическую обработку, называемую патентированием. Этот процесс служит для подготовки проволоки к многостадийному обжатию во время холодного волочения.

Первый этап – нагрев заготовок до температур, при которых осуществляется полная аустенизация структуры (примерно +900°C),второй – погружение в соли с температурами в интервале+450…+600°C.

Образовавшиеся после такой обработки структуры сорбита или тонкопластинчатого троостита обеспечивает:

возможность значительных обжатий при протяжке;
отсутствие обрывов при холодных деформациях;
высокую прочность после финишного волочения.

Неполный отжиг

При неполном отжиге металлоизделия нагревают немного выше критической температуры А1.Этот вид термообработки улучшает обработку резанием полуфабрикатов из заэвтектоидных (с содержанием углерода более 0,8%)легированных и углеродистых сталей.

Этапы неполного отжига в заэвтектоидных сталях:

Нормализационный отжиг

Нормализация (нормализационный отжиг) считается промежуточным процессом между закалкой и отжигом, поскольку позволяет получать меньшую хрупкость металла, чем при закалке, и большую твердость, чем при других разновидностях отжига. Поэтому нормализация – процесс, широко распространенный для изготовления деталей машиностроения.

Нормализацию часто выполняют с прокатного нагрева. Температуры нагрева:

доэвтектоидные стали – до температур, превышающих А3 на 40-50°C;
заэвтектоидные стали – на 40-50°C выше точки Аm.

Далее осуществляют непродолжительную выдержку, во время которой завершаются фазовые превращения, охлаждение – на воздухе.

Нормализация сопровождается полной перекристаллизацией, измельчением структуры, образовавшейся после литья, ковки, прокатки, штамповки. Для низкоуглеродистых сталей нормализация востребована вместо отжига с целью получения повышенной твердости, улучшения производительности при обработке резанием, качества поверхности. Для некоторых легированных марок нормализация с охлаждением на воздухе заменяет процесс закалки. Нагрев для нормализации сортового горячекатаного проката часто осуществляется токами высокой частоты.

Особенности и преимущества металла

В качестве составляющих используется большое число легирующих веществ, которые обуславливают ее свойства. Главными компонентами выступают хром и никель.

Хром дает возможность к пассивации и исключает корродирование на поверхности материала. Его процентное содержание – 17-19%.

Благодаря никелю нержавеющая сталь 12Х18Н10Т относится к аустенитам, она приобретает такие особенности, как технологичность и высокие эксплуатационные характеристики. Прокат ее осуществляется без нагрева или с повышением температуры, при этом конструкция будет характеризоваться коррозионной стойкостью в агрессивной среде, чего нельзя сказать о ферритных материалах. Концентрация компонента составляет 9-11%.

За счет использования Ni и Cr обеспечивается стабильность материала при охлаждении. Для получения аустенита при t=900 С требуется всего 0,1% углерода, что обусловлено его воздействием на металл. Также в состав изделия входят Ti, Al и Si, которые обеспечивают ферритные качества.

Титан используется в качестве сильного карбидообразующего компонента, что исключает образование коррозии в кристаллической решетке. При реакции с углеродом образуется тугоплавкий карбид, что приводит к снижению в составе свободного хрома за счет взаимодействия его с углеродом.

Кремний предназначен для увеличения поровой плотности материала путем выведения газа из структуры. Это положительно сказывается на повышении прочностных характеристик, предела текучести, но снижает пластичность, что негативно сказывается на качестве холодной прокатки. Содержание – 0,8%.

Среда	Воздух	Воздух
Температура, °С	750	650
Группа стойкости или балл	4-5	2-3

Небольшое количество фосфора в составе (0,035%) обусловлено его свойствами. Он негативно сказывается на механических качествах состава, что нежелательно для металла, используемого в криогенной технике. При понижении температуры он способен снизить пластичность материала.

Металл является пластичным и вязким при ударах, что является преимуществом. Недостатками считаются малая коррозионная стойкость к хлорсодержащим веществам, серной и соляной кислоте.

Отжиг на зернистый перлит

Для получения структуры зернистого перлита осуществляется маятниковый отжиг, после которого эвтектоидные и заэвтектоидные стали обеспечивают хорошую обрабатываемость резанием, повышается cкорость процесса резания и улучшается качество поверхности. Этот вид т/о подходит для тонких листов перед холодной штамповкой и прутков перед холодным волочением. Результат – улучшение пластических свойств.

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:

Температура плавления нержавеющей стали более 1000 градусов Цельсия. Провести подобную обработку в домашней мастерской практически невозможно.
Коррозионная стойкость – основная причина востребованности распространенных нержавеек. Он может применяться в случае, если условия эксплуатации предусматривают воздействие повышенной влажности и химической среды.
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.

Отжиг нержавеющей стали 12х18н10т

Заменители: Сталь 08Х17Т, Сталь 08Х18Т1, Сталь 15Х25Т, Сталь 10Х14Г14Н4Т, Сталь 08Х18Н10, Сталь 12Х18Н9Т, Сталь 08Х18Н10Т, Сталь 08Х18Г8Н2Т, Сталь 08Х22Н6Т, Сталь 12Х17Г9АН4, Сталь 08Х18Н10ГТ, Сталь 12Х18Н10ГТ, Сталь 08Х18Н12Б, Сталь 03Х23Н6, Сталь 03Х17АН9

Сталь 12 Х 18Н10Т применяется в пищевой, нефтяной, химической промышленности, машиностроении, топливно-энергетическом комплексе и других отраслях. Она используется для изготовления нержавеющих емкостей, рассчитанных на работу под высоким давлением, производства сварной аппаратуры и деталей, предназначенных для контакта с окислительными средами, растворителями, кислотами умеренной концентрации. Также ее часто применяют в криогенной технике, теплообменном, емкостном оборудовании.

Одной из разновидностей продукции, изготавливаемой из стали 12 Х 18Н10Т, является проволока диаметром 0,3 мм. Она обладает отличными антикоррозионными свойствами и часто используется в качестве сырья для производства различных конструкций и деталей, работающих в сложных эксплуатационных условиях. На ее основе создаются тканые сетки и фильтры, предназначенные для очистки воды, а также различных агрессивных сред температурой до 790 о С.

Основная сфера применения проволоки 0,3 мм — сварка конструкций из сплава 12 Х 18Н10Т и других нержавеющих сталей в случаях, когда использование обычных электродов из углеродистых сталей невозможно. Кроме того, она хорошо подходит для производства подвижных частей машин и механизмов, которые в процессе эксплуатации подвергаются высоким механическим, термическим нагрузкам или воздействию агрессивных веществ.

По способу изготовления проволока 0,3 мм бывает холоднотянутой или термически обработанной, по степени точности — нормальной или повышенной точности, по пластичности — 1, 2, 2А, 3 классов. На всех этапах производства, от подготовки сырья до отгрузки готовой продукции, выполняется тщательный контроль качества. Благодаря этому материал в точности соответствует государственным стандартам как по химическому составу, так и по физико-механическим свойствам.

Термообработка нержавеющей стали – это специальное тепловое воздействие на металлическую основу с целью последующего изменения определенных свойств или структуры металла.

1 Отжиг стали 1 рода – важный этап термообработки

Отжиг металла включает в себя нагревание до определенной температуры, затем выдержку и обработку при той же заданной температуре и постепенное охлаждение. Такая процедура необходима для получения максимально эластичных свойств металла, а также получения полноценной, равновесной структуры и снижения первоначальных прочностных характеристик. Таким образом, процедура бывает двух родов. В первом случае обработка металла не несет в себе каких-либо существенных структурных потерь, во втором отжиг направлен на создание определенных свойств, на всех этапах и видах отжига остановимся подробнее далее в статье.

Рекристаллизация – еще один способ обработки металла, при котором происходит его нагрев до высоких температур (выше температуры начала кристаллизации), а затем медленное и продолжительное охлаждение. Продолжительность подобной процедуры зависит от типа металла, его размеров и изначальных свойств. Как правило, среднее время рекристаллизации равно 2-2,5 часам. В результате такого отжига увеличивается пластичность металла и уменьшается его прочность, кроме того, это необходимо для предотвращения наклепа или нагартовки, которые ведут к полному разрушению металлических свойств.

Снятие внутреннего напряжения металла – этот этап применяется для снятия напряжения, которое возникло в процессе других типов обработки. Чаще всего следствием необходимости такого процесса является неравномерный нагрев или охлаждение детали, шлифовка, порезка, сварка.

Таким образом, внутренние напряжения, которые создаются в различных частях сплава, могут в итоге влиять на прочность нержавеющей стали и приводить к деформации и нарушению допустимых пределов использования. Снятие напряжения проводят при температурах существенно ниже порога начала кристаллизации, что обеспечивает равномерное распределение внутренней разрядки в металле. При обычной температуре добиться нормализации напряжения можно лишь за очень долгий промежуток времени.

2 2 род – создание структурного равновесия в металле

В отличии от процесса первого рода, в данном случае удается добиться полного изменения структурных свойств металлического сплава. При этом специалисты в термообработке различают два вида отжига второго рода – полный и частичный. Закалка – вид термической обработки, при котором сплав получает неравновесную структуру и максимально прочные свойства. При закалке происходит равномерное нагревание до высоких температур, затем обработка стали при этих же температурах и резкое, почти мгновенное охлаждение металла. Закалка может также быть двух видов – с полиморфным превращением и без такового.

В первом случае металл при обработке нагревается до температуры, при которой происходит замена типа кристаллической решетки на нужную в одном из основных легирующих элементов сплава. Во втором обработке подвергается металлический сплав с органическим сочетанием легирующих элементов одного в другом. Иногда подобный процесс также называется старением, и необходим он для получения равновесия в структуре сплава и необходимого уровня свойств.

Отпуск металлического сплава – еще один вид термообработки, который направлен на уменьшение напряжения с полиморфным превращением. Этот процесс необходим для придания металлу оптимального сочетания свойств пластичности и прочности. Различают четыре этапа в процессе отпуска, которые направлены на создание естественного или искусственного старения металла. Эти факторы напрямую влияют на характеристики прочности и твердости.

3 Химическая обработка и повышение коррозионной стойкости

Химическая обработка представляет собой одновременное воздействие на металл температуры среды и химических свойств с тем, чтобы влиять на поверхность детали. Как правило это либо повышение антикоррозионной защиты поверхности, либо создание специальных слоев, например, дополнительных износостойких или антифрикционных возможностей металла. При термомеханической процедуре происходит одновременная деформация и термическая обработка металла (например, ковка, закалка), что также влияет на конечные свойства металла, причем при термообработке можно добиться существенно лучших показателей, чем при обработке металла двумя способами по отдельности.

Чтобы повысить стойкость металлического сплава к коррозии межкристального типа, необходимо добавить дополнительные легирующие элементы в процессе термической обработки. Наиболее эффективными элементами в данном случае выступают Cr и Ni – свинец и никель соответственно. В процессе обработки антикоррозийная защита стали включает в себя такие виды работ, как:

снижение содержание кристаллов азота и углерода в составе;
введение дополнительных элементов (титан, свинец);
отжиг металла;
уменьшение времени охлаждения при термической обработке.

Самые распространенные и массово применяемые виды стали – хромистые. В них нет полиморфных превращений, что упрощает процесс их обработки. Поэтому чаще всего обработка таких сталей сводится либо к смягчению (отжиг) либо к упрочнению материала (закалка). Температура при этом выбирается в зависимости от желания производителя получить те или иные свойства в доминирующем виде. Температура в первом случае не должна превышать 900 градусов, а закалка и отпуск проводятся в печи при оптимальных температурах нагрева до 650 градусов.

Таким образом, термообработка стали является самым распространенным способом улучшения свойств сплава и придания ему необходимой формы и содержания. Изделия после термообработки применяются в различных областях строительства и промышленности. Кроме того, с ее помощью можно добиться увеличения срока службы стальной конструкции (антикоррозийное покрытие, механическая обработка). В зависимости от типа обработки и состава сплава различают и различные маркировки стали, по которым можно определить способ, которым она была обработана.

Конечно странно, но отжиг 12Х18Н10Т называется закалка (душа этот термин, естественно не приемлет) .
Если максимальную пластичность при минимальной прочности и твердости, то эта "закалка" производится при 1050 при охлаждении на воздухе или в масло.
Учтите, что Ваша заготовка достаточно массивна и теплопроводность хреновая (на память порядка 16 Вт/м*град) , для прогрева до нужной температуры нужно время. Иначе по объему отжига-закалки на получите.
Здесь можно прикинуть.
[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
Интуитивно, если на воздухе греть, то ваш габарит держать полчаса нужно после внесения в печь. Кстати окисление таким образом микрон на 100 обеспечено – с потерей основных "вкусных" характеристик этой нержи. Если не волнует – грейте в неконтролируемой атмосфере.
Если волнует – грейте в -соляной ванне, эндогазе, аргоне, вакууме (по нарастающей стоимости) .
Я приспособу для тонколистовых полос сделал. 800 ампер к концам, белое свечение, отключение – и ширина 100 мм длиной 400 отожжена за секунды. И окисление на min толщину.
До этого и в соли пробовал и ТВЧ, но оммический разогрев больше всего подошел.
Жаль, но этот способ для Вас не подойдет.

Как проводится сваривание нержавеющей стали с маркировкой 12х18н10т

Серебрянка – один из популярных видов металла 21 века. Как в промышленных масштабах, так и в домашних работах.

У сталеваров работы достаточно, потому этот тип сварки пользуется сегодня большим спросом. Труд хороших работников ценится по достоинству и неплохо оплачивается.

Но для обеспечения высококачественного труда необходимо подумать о материалах, с которыми придется иметь дело. В нашей статье пойдет речь о характеристиках стали 12х18н10т.

Мы расскажем, с какими материалами стоит работать, какие электроды вам пригодятся и как сделать так, чтобы соединение было прочным. Этого легко добиться, следуя нашим простым советам.

Характеристики марки
Электроды
Минерал
Организация работы
Технология
Подведём итоги

Характеристики марки

Перед тем, как говорить о сварочных работах, необходимо обратить внимание, что из себя представляет эта сталь.

Главный момент – это то, что нержавеющая сталь 12х18н10т часто подвергается созданию коррозии. Это происходит вопреки тому, что материал достаточно устойчив к ней.

Такой исход событий возможен тогда, когда вы прокалываете металл в печке. Иными словами, для появления коррозии необходимо действия температуры 500 градусов.

Чтобы этого не происходило, многие производители подмешивают в нержавейку легирующие компоненты. В случае с нашей маркой это титан.

Вы можете узнать это, заметив букву “Т”, которая располагается в конце маркировки. Перед тем, как приступать к сварочному процессу, важно тщательно изучить компоненты сплава. Это необходимо для того, чтобы все этапы прошли гладко.

Где применяют сталь 12х18н10т

Если говорить о применении стали 12х18н10т, то здесь можно достаточно долго перечислять, ведь как уже говорилась ранее, свойства действительно позволяют пользоваться данным вариантом практически в любых условиях. Высокий показатель стойкости к агрессивным средам, позволяет пользоваться этим видом стали в химической промышленности, в частности для производства сосудов, которые осуществляют работу под высоким давлением.

Кроме всего прочего, из данного вида стали очень часто изготавливают трубопроводы, которые в свою очередь используются для транспортировки растворов фосфорной, уксусной, азотной и прочих кислот, также применяется данный металл и для оборудования, работающего с радиацией. Пищевая, нефтяная, газовая и энергетическая промышленность, везде может потребоваться данный вид стали.

Отличительной особенностью данного вида стали является то, что ее имеется возможность использовать в криогенных установка, где температура опускается до -296 градусов.

Листы из данного вида стали используются для строительных работ, в производстве отделочных материалов и так далее.

Электроды

Обычно при изготовлении этого материала используют компоненты, состоящие из легированного металла. У него есть основное покрытие.

Состав последнего включает легирующие компоненты. По причине схожести структуры нержавейки и электродов, швы на выходе будут прочными и прослужат много лет. Это не главное преимущество материала, с которым вам придётся трудится.

Если вы корректно определите электроды, то сможете и дополнить, и преобразовать химические элементы. При этом важно помнить, что при плавлении электрод соединяется с базовым металлом в специальной ванне.

Это позволяет менять характеристики сварочного соединения.

Процесс сварки обеспечить возможно, следуя нехитрым методам. Прежде всего советуем обращать внимание на компоненты электродов.

Полезные советы

Несколько рекомендаций от профессионалов.

Если температурный режим сварочного процесса повышается более +500С, то высока вероятность, что на участке сварного шва появятся трещины кристаллизационного типа. А это сильно ослабит прочность и надежность конструкции.
В диапазоне температурного режима сварки от +350С до +500С показатель пластичности сплава снижается, что обязательно приведет к хрупкости металла.
Чтобы качество сварного соединения было высоким, нужно предварительно нагреть заготовки из нержавейки до +1200С, после чего охладить их естественным способом. Длительность охлаждения – 3 часа.
Оптимально, если сам сварочный процесс проводить быстро. Нельзя подвергать нержавейку длительному нагреву. Если сварка проводится послойно, то рекомендуется каждый нанесенный слой охлаждать до +100С до нанесения последующего слоя.
Если до нанесения основного слоя свариваемого металла необходимо провести прихватку двух заготовок, то расстояние между ними лучше сократить. Идеальный вариант, если прихватки будут длинными.

При правильной сварке нержавейки выбору электрода нужно уделять не меньше внимания чем подбору режима сваривания и выбору самого аппарата.

Минерал

Говоря о плюсах, отмечаем их хорошую работу с нержавеющей сталью 12х18н10т. В 8 случаях из 10 применяются вторичные компоненты. Используйте их одновременно с проволокой, изготовленной из высоколегированных проводов.

И здесь на помощь придет сварочный флюс типа АНФ-5. Он способен изолировать ванну от окислительных процессов, а также обеспечивает легирование конструкций.

Еще одно преимущество такого флюса – это то, что он не допускает появления пор в соединениях. Вместо вторичной основы применяют оксидную, которая ничем не хуже первой.

Электроды для нержавейки при постоянном токе

Одна из наиболее популярных марок — ЦЛ-11. Эти электроды имеют основное покрытие, и могут использоваться для сварки сталей, обладающих повышенной прочностью. Также с успехом они применяются для сваривания изделий из хромоникелевой стали. Преимущество этих электродов состоит в том, что шов, созданный с их помощью, обладает прочностью и пластичностью.

Для соединений в изделиях, которые будут эксплуатироваться при повышенных температурах, следует выбирать электроды марки ОЗЛ-8. Диапазон размеров таких электродов — 3,0; 4,0; 5,0 миллиметров. Для сваривания изделий, применяемых в пищевой промышленности, подойдут электроды НЖ-13.

Преимущество состоит в том, что образуется тонкая корка шлака, которая отпадает самостоятельно. Электроды марки ЗИО-8, имеющие рутилово-основное покрытие, используются для сталей, обладающих жаростойкостью. Электроды НИИ-48Г применяются для осуществления работ с конструкциями, имеющими ответственное назначение. Для изделий, которые будут эксплуатироваться в среде с фосфорной или серной кислотой, выбор следует сделать пользу электродов марки ОЗЛ-17У.

Организация работы

После определения плюсов электродов, можно выбрать режим сварочных работ. Первым делом смотрите на объем погонной энергии.

Это скорость, которая необходима току для прохода от арки к металлу. Для нержавеющей стали с маркировкой 12х18н10т этот показатель должен быть низкий.

Рекомендуем создавать тонкие соединения малого сечения. Это возможно при работе со сварочными проводами, диаметры которых не превышает 3 мм.

Не забывайте о том, что нержавеющая сталь имеет невысокую проводимость электричества. Чтобы избежать лишних вопросов, стоит снизить вылет электрода в пару раз в сравнении с показателем при углеродистой конструкции.

Особенности сварки нержавеющей стали 12х18н10т

Сталь 12Х18Н10Т относиться к хорошо свариваемым. Характерной

особенностью сварки этой стали является возникновение

межкристаллитной коррозии. Она развивается в зоне термического

влияния при температуре 500-800С. При пребывании металла в таком

критическом интервале температур по границам зерен аустенита

выпадают карбиды хрома. Все это может иметь опасные последствия —

хрупкие разрушения конструкции в процессе эксплуатации.

Чтобы добиться стойкости стали нужно исключить или ослабить эффект

выпадения карбидов и стабилизировать свойства стали в месте сварного

Методы сварки

При сварке аустенитного нержавеющего проката следует учитывать

следующие отличия его физических свойств от свойства углеродистого

проката: уделенное электрическое сопротивление примерно в шесть раз

больше точка плавления примерно на 100С ниже теплопроводность

составляет около одной трети от соответствующего показателя

углеродистого проката. коэффициент теплового расширения по длине

примерно на 50% больше На практике сварку можно выполнять с помощью

любых методов сварки: Ручная дуговая сварка обычно при толщине

материала более 1,5 мм Дуговая сварка вольфрамовым электродом в

инертном газе (TIG) для сварки тонких листов и труб Дуговая сварка

плавящимся электродом в инертном газе / Сварка в среде активных

газов (MIG/MAG)отличается высокой производительностью импульсная

дуговая сварка плавящимся электродом в инертном газе, для листов

толщиной 0,8 мм сварка короткой дугой плавящимся электродом в

струйным переносом металла, плавящимся электродом в инертном газе,

для листов толщиной более 3,0 мм. Плазменная сварка может применяться

для широкого диапазона толщины применяется все более широко. Дуговая

сварка под флюсом для материалов толщиной более 10 мм. Сварка

сопротивления точечная и роликовая сварка тонких листов.

Последующая обработка сварных швов

На поверхности сварного соединения образуется пористый оксидный

слой, содержащий в основном хром. Этот слой в значительной степени

ослабляет стойкость соединения к коррозии. Хром оксидного слоя в

основном материале возникает из стали, вследствие чего под оксидным

слоем образуется т.н. со сниженным содержанием хрома. Если

существует необходимость, чтобы стойкость сварного соединения к

коррозии была столь же высокой, как и у основного материала,

оксидный слой и зону со сниженным содержанием хрома следует удалить,

т.е. сварное соединение должно пройти последующую обработку.

Термообработка

В данном случае под термообработкой понимается растворение внутри

стальной конструкции (более 1000 С), с помощью которого сглаживаются

возникшие различия присадочных материалов.

Механические методы последующей обработки

Следует всегда помнить, что разрешается использовать только те

рабочие принадлежности, которые предназначены для обработки нержавеющего проката: шлифовальные ленты и круги, предназначенные

для обработки нержавеющего проката щетки из нержавеющей стали дроби

из нержавеющей стали при дробеструйной обработке (Внимание! С

помощью стальных или стеклянных дробей или песка иногда нельзя

обрабатывать другие материалы, напр., углеродистую сталь)

Травление

Травление является наиболее эффективным методом последующей

обработки сварных швов. При правильном выполнении травление

позволяет устранить и вредный оксидный слой, и зону со сниженным

содержанием хрома. Травление выполняется путем погружения,

поверхностного нанесения или покрытия пастой в зависимости от

условий. Чаще при травлении используется смешащая кислота: азотная

кислота/фтористоводородная кислота (плавиковая кислота) в следующих

8 – 20 % HNO3 (азотная кислота) 0,5 – 5 % HF (фтористоводородная

кислота) остальные компоненты Н2О (вода)

Время травления аустенитного нержавеющего проката зависит от

концентрации кислот, температуры, толщины окалины и сорта проката

(т.н. кислотоупорный прокат требует более продолжительного времени

обработки по сравнению с нержавеющим прокатом). Доведение степени

шероховатости сварного шва до соответствующего показателя основного

листа путем шлифования или полирования после травления еще более

увеличивает стойкость конструкции к коррозии.

Это интересно: свойства нержавейки

Технология

Сейчас пойдет речь о самых интересных моментах сварочных работ нержавеющей стали с маркировкой 12х18н10т. При металлообработке и использовании нержавейки возможно применение способа сварки полуавтоматом в области защитных газов.

Допускается технология контактной металлообработки, сварка неплавящимся компонентами и металлообработка искусственным электродом.

Когда мы говорим о защитном газе, то применяют аргон, соединение аргона с углекислым газом или гелием. В качестве примера можно поговорить об аргонодуговой обработке и сварке неплавящимся компонентом.

Аргоноарковая сварка с использованием электродов разного действия нравится мастерам с десятилетним опытом работы и более. Чтобы выполнять такую процедуру, стоит заняться установкой обратной полярности.

Подведём итоги

В нашей статье изложен материал об известных способах сварки нержавеющей стали с маркировкой 12х18н10т. Каждый год технологии расширяются и прогресс движется вперед.

Неизменным остается одно: для высококачественных изделий и швов нужно обладать большим опытом и придерживаться всех сварочных процессов. Немаловажным будет и наличие профессионального оборудования для сварки.

Если Вы только начинаете разбираться в сварочном деле, вам не стоит переживать. Сначала у вас не выйдет получать прочное соединение, это вполне нормально. По мере развития вы будете совершенствовать свои навыки.

Через год или два получится варить сложные металлоконструкции. Уже имеете опыт сваривания с нержавеющей стали с маркировкой 12х18н10т или другими металлами? Напишите нам об этом в комментариях. Желаем успехов!

Читайте также: