Чем отличаются нержи 12Х18Н10Т 08Х18Н10Т и какая у них твёрдость по аналогии с HRC

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.

Сталь 12х18н10т твердость при закалке

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 12Х18Н10Т
(г.Темиртау, Карагандинский Государственный Индустриальный Университет)

к.п.н., ст.преподаватель Таюпова Э.К.

(г.Караганды, Карагандинский университет «Болашак»)

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

Одним из важнейших этапов в развитии металлургии было создание и освоение нержавеющих сталей. Рассмотрим наиболее используемую и распространенную сталь 12Х18Н10Т – выявим возможность использования ее для получения ультрамелкозернистой структуры. Коррозионностойкая сталь 12Х18Н10Т содержит большое количество карбидообразующих элементов (18% С r , 10% Ni и Ti ). Поэтому температура термической обработки такой стали должна быть высок ой . Высокая температура необходима для более полного растворения карбидов. Также для стали необходимо быстрое охлаждение, которое фиксирует состояние пересыщенного твёрдого раствора. Медленное охлаждение недопустимо, так как при этом происходит выделение карбидов, приводящее к ухудшению пластичности и коррозионностойкости. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что наиболее оптимальной термической обработкой будет являться закалка в воде. При закалке происходят рекристаллизационные процессы, устраняющие последствия пластической деформации.

Целью эксперимента является уточнение температуры закалки для коррозионностойкой стали марки 12Х18Н10Т, так как при этой температуре нам необходимо получить наиболее мелкозернистую структуру, но карбиды должны раствориться полностью.

Нагрев под закалку осуществлялся в электрической лабораторной камерной печи. Температурный интервал закалки выбирался в зависимости от точки Ас3 и составляет 1000-1150 0 С [1].

Образцы помещаем в печь, нагреваем до требуемой температуры (табл.1.1) и выдерживаем.

Выдержка при температуре закалки дается для завершения процессов структурных превращений по всему объему образца и чем выше температура, тем меньше выдержка. Первоначальная выдержка рассчитывалась исходя из размеров заготовки 1мм = 1мин.

Источник

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%.

Взаимозаменяемость нержавеющих сталей

Характеристика стали 12х18н10т

детали, работающие до 600 °С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от —196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С.; сталь аустенитного класса

Сваривается без ограничений

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

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

Механические характеристики стали 12Х18Н10Т

Закалка 1050 – 1080 C,Охлаждение вода

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.

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.

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.

Сталь 12Х18Н10Т методы упрочнения

Остановимся на методах упрочнения нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Одним из распространённых способов увеличения прочности сортового металлопроката является Высокотемпературная термическая обработка (ВТМО). При изучении возможности увеличения прочности с применением технологии ВТМО, выяснилось, что наилучшая прочность имелась у проката, подвергнутого Высокотемпературной термической обработке при минимальных температуре деформации и отрезке времени от конца прокатки до закалки. Так, при ВТМО стали 08Х18Н10Т предел текучести повысился на 45-60% в сравнении с аналогичным уровнем после обычной термообработки (ОТО) и в 1,7-2 раза по сравнению с ГОСТ 5949-75. Свойства пластичности при этом уменьшились ненамного и не вышли за пределы допустимых значений стандарта.

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.

Описание

Сталь 12Х18Н10Т применяется: для изготовления поковок деталей общего машиностроения; деталей химической аппаратуры; деталей, работающих при температуре до +600 °С; сварных аппаратов и сосудов, работающих в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей; деталей, работающих под давлением при температуре от -196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С; деталей авиастроения; предметов потребления для домашнего хозяйства; аппаратов и деталей в пищевой промышленности; соединений оборудования, работающего в радиоактивных средах и контактирующего с агрессивной средой; в качестве плакирующего слоя при изготовлении горячекатаных двухслойных коррозионностойких листов; цельнокатаных колец различного назначения и колец сварных из листа профилированных ротационным деформированием для оборудования энергомашиностроения и химической промышленности; холоднокатаного проката и гнутых профилей, предназначенных для изготовления обшивы и каркаса кузовов пассажирских вагонов; листового проката толщиной от 40 мм до 160 мм применяемого при производстве деталей и конструкций судостроения, работающих в условиях морской воды; канатов двойной и тройной свивки для специальных условий работы; бесшовных холоднокатаных, холоднотянутых и теплокатаных труб, предназначенных для трубопроводов и арматуры повышенного качества; проволочных тканых сеток саржевого переплетения, применяемых в качестве армирующего материала при изготовлении асбостальных листов, для разделения сыпучих тел по величине зерна, фильтрации и других целей; проволоки пружинной, предназначенной для изготовления цилиндрических пружин, работающих в воздушной и агрессивных средах (морской воде, солевых и хлорных растворах, парах морской воды, в тропическом климате) при температурах от -253 °С до +300 °С и применяемых в уплотнениях турбин, предохранительных клапанах, насосах, регуляторах, компрессорах; торсионных пружин; биметаллических листов с алюминиевым сплавом АМг6, предназначенных для изготовления плоских переходников общего назначения; центробежнолитых труб используемых в качестве комплектующих в составе оборудования металлургической, машиностроительной, стекольной, керамической, добывающей и перерабатывающей нефтехимической промышленности, а также предназначенных для изготовления заготовок и деталей, применяемых в составе изделий авиационной и атомной промышленности.