Коэффициент теплопроводности стали 12х18н10т
Общие сведения
Заменитель
Стали: 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4, 08Х22Н6Т, 08Х17Т , 15Х25Т, 12Х18Н9Т.
Стандарт ASTM: 321 AISI, 321H AISI.
Детали, изготовленные из стали марки 12?18Н9Т, работают при температуре 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 аустенитного класса.
Химический состав
| Химический элемент | % |
|---|---|
| Кремний (Si), не более | 0.8 |
| Медь (Cu), не более | 0.30 |
| Марганец (Mn), не более | 2.0 |
| Никель (Ni) | 9.0-11.0 |
| Титан (Ti) | 0.6-0.8 |
| Фосфор (P), не более | 0.035 |
| Хром (Cr) | 17.0-19.0 |
| Сера (S), не более | 0.020 |
Механические свойства
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | 0,2, МПа | B, МПа | 5, % | , % |
|---|---|---|---|---|---|
| Прутки. Закакла 1020-1100 °С, воздух, масло или вода. | 60 | 196 | 510 | 40 | 55 |
| Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность. | 590-830 | 20 | |||
| Прутки нагартованные. | <5 | 930 | |||
| Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1000-1080°С, вода или воздух. | >4 | 236 | 530 | 38 | |
| Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1050-1080°С, вода или воздух. | <3,9 | 205 | 530 | 40 | |
| Листы горячекатаные или холоднокатаные нагартованные | <3,9 | 880-1080 | 10 | ||
| Поковки. Закалка 1050-1100°С, вода или воздух. | <1000 | 196 | 510 | 35 | 40 |
| Проволока термообработанная. | 1,0-6,0 | 540-880 | 20 | ||
| Трубы бесшовные горячедеформированные без термообработки. | 3,5-32 | 529 | 40 |
Механические свойства при повышенных температурах
| tиспытания, °C | 0,2, МПа | B, МПа | 5, % | , % | KCU, Дж/м 2 |
|---|---|---|---|---|---|
| Закалка 1050-1100°С, охлаждение на воздухе | |||||
| 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 |
Технологические свойства
Температура ковки
Начала 1200, конца 850. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость
Сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС (электроды ЦТ-26), ЭШС и КТС. Рекомендуется последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
В закаленном состоянии при НВ 169 и B = 610 МПа: Ku тв.спл. = 0,85, Ku б.ст. = 0,35.
Флокеночувствительность
Ударная вязкость
| Состояние поставки, термообработка | Ударная вязкость, KCU, Дж/см 2 | ||
|---|---|---|---|
| +20 | -40 | -75 | |
| Полоса 8×40 мм в состоянии поставки. | 286 | 303 | 319 |
Предел выносливости
| -1, МПа | n |
|---|---|
| 279 | 1Е+7 |
Жаростойкость
| Среда | Температура, °С | Группа стойкости или балл |
|---|---|---|
| Воздух | 650 | 2-3 |
| Воздух | 750 | 4-5 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 198 | 194 | 189 | 181 | 174 | 166 | 157 | 147 | ||
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 77 | 74 | 71 | 67 | 63 | 59 | 57 | 54 | 49 | |
| Плотность, , кг/см 3 | 7900 | |||||||||
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м·°С) | 15 | 16 | 18 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | 26 | |
| Уд. электросопротивление (p, НОм·м) | 725 | 792 | 861 | 920 | 976 | 1028 | 1075 | 1115 | ||
| Температура испытания, °С | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 |
| Коэффициент линейного расширения (, 10 -6 1/°С) | 16.6 | 17.0 | 17.2 | 17.5 | 17.9 | 18.2 | 18.6 | 18.9 | 19.3 | |
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг·°С)) | 462 | 496 | 517 | 538 | 550 | 563 | 575 | 596 |
Чувствительность к охрупчиванию
| Температура, °С | Время, ч | KCU, Дж/см 2 |
|---|---|---|
| Исходное состояние | 274 | |
| 600 | 5000 | 186-206 |
| 650 | 5000 | 176-196 |
В состав нержавеющей стали марки 12?18Н10Т входят углерод (С, 12%), титан (Ti, до 1,5%), хром (Cr 18%) и никель (Ni 10%).
Области применения нержавеющей стали 12?18Н10Т весьма обширны: сварные конструкции в разных областях промышленности (пищевой, химической, нефтехимической, транспортном машиностроении, электроэнергетике, целлюлозно-бумажном производстве), сварные конструкции, работающие при температуре до 80°С в серной кислоте совершенно различных концентраций (здесь, кстати, не рекомендуется 55 %-я уксусная и фосфорная кислоты).
Сталь марки 12Х18Н10Т
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 12х18н10т
Нержавеющая конструкционная сталь 12Х18Н10Т это сплав, который можно использовать в самых разных условиях и средах. Сталь 12Х18Н10Т не подвержена коррозии, отлично ведет себя в агрессивных условиях в растворах уксусной, фосфорной кислот, разбавленных щелочей, солей. Сталь 12Х18Н10Т сохраняет свои характеристики в широком температурном диапазоне. Этот сплав полностью экологичен, безопасен для здоровья, благодаря чему с успехом используется в пищевой промышленности. Сталь 12Х18Н10Т отлично сваривается различными способами, легко поддается механической обработке, что позволяет применять нержавейку при изготовлении металлоконструкций любого типа. На нашем сайте есть возможность сделать заказ, посмотреть информацию о доставке, задать вопросы.
Расшифровка стали 12Х18Н10Т
Марка стали 12Х18Н10Т указывает на химический состав сплава, где буквы это химические элементы, а цифры их процентное содержание в составе.
- Число 12 указывает на долю содержания углерода не более 0,12%. Содержание углерода влияет на структуру, определяет показатели прочности и твердости стали. Высокоуглеродистая сталь наиболее прочная, но страдает недостатком пластичности, вязкости и чувствительностью к термообработке.
- Х18 это показатель содержания хрома, которого в составе не более 18%. Хром распространенная легирующая добавка, которая защищает сталь от коррозии и окисления, повышает прочность без потери пластичности сплава.
- H10 указывает на долю содержания никеля, не более 10%. Никель легирующая добавка, способствующая образованию аустенита. Вместе с хромом никель существенно повышает термическое упрочнение и вязкость стали.
- Буква Т означает содержание титана, приблизительно равное 1%. Титан, как и два предыдущих элемента, способствует сопротивляемости коррозии, упрочнению металла, повышает пластичность и влияет на прокаливаемость в зависимости от доли содержания (может как повышать, так и понижать).
В составе в незначительном количестве содержатся следующие элементы: кремний (Si), марганец (Mn), сера (S), фосфор (P), молибден (Mo), ванадий (V), медь (Cu), вольфрам (W), алюминий (Al). Основой сплава является железо (Fe).
Химический состав, % (ГОСТ 5632-2014)
Характеристики
Сталь 12Х18Н10Т относится к высокоуглеродистым сложнолегированным нержавеющим криогенным сплавам. Основными легирующими компонентами являются хром и никель, они исключают ржавление, обеспечивают металлу криогенные свойства (устойчивость к охлаждению) и высокую технологичность. Сталь 12Х18Н10Т применяется в температурном диапазоне от -196С до +600С. Удельный вес сплава 12Х18Н10Т составляет 7,9 г/см3. Цена нержавеющего листа стали 12Х18Н10Т начинается от 250 рублей за килограмм. Подробную информацию вы найдете на сайте нашей компании.
Физические свойства
Плотность ρ при температуре испытаний, 20 °С 7900 кг/см 3
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м, при температуре испытаний °С
Удельная теплоемкостьc, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
Коэффициент линейного расширенияα*10 6 , К -1 , при температуре испытаний, °С
Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний °С
Модуль упругости при сдвиге на кручением G, ГПа, при температуре испытаний °С
Достоинства и недостатки
Главными достоинствами стали 12Х18Н10Т являются:
- неподверженность ржавлению при контакте с водой;
- сохранение рабочих характеристик в широком температурном диапазоне;
- устойчивость к агрессивным воздействиям большого числа кислот, щелочей, солей;
- экологичность и безопасность для здоровья;
- высокие показатели прочности, твердости, ударной вязкости, пластичности;
- хорошая свариваемость;
- отсутствие флокеночувствительности.
Сталь 12Х18Н10Т чувствительна к коррозии при контакте с веществами, содержащими хлор, а также серной и соляной кислотами. Это считается главным недостатком сплава.
Свариваемость
Сталь 12Х18Н10Т не имеет ограничений по свариваемости. Для сваривания применяются следующие способы:
- ручная и автоматическая дуговая сварка;
- электрошлаковая;
- контактная.
Последующая термообработка не обязательна, но рекомендована для предотвращения склонности к ножевой коррозии.
Вид поставки
Основной вид поставки стали ст 12Х18Н10Т это нержавеющий лист. Листовая сталь данного класса наиболее популярна на рынке, востребована во всех отраслях промышленности, всегда хорошо продается. Плоский металлопрокат бывает горячекатаным и холоднокатаным, от этого зависят некоторые характеристики продукции, в том числе качество поверхности листа. Лист может быть гладким или фактурным, матовым или шлифованным зеркальным, термообработанным или травленым. Из листового проката получают сортовой (в т.ч. фасонный), к которому относятся лента, пруток, проволока.
- Стальной пруток широко применяется в быту для изготовления ограждений и различных декоративных элементов. В промышленности из него делают крепежные элементы, болты, пружины, шпильки и множество других деталей. Также стальной пруток применяется в качестве арматуры для железобетонных конструкций в строительстве.
- Стальная лента это сталь толщиной до 4 мм в рулонах. Ее удобно транспортировать, она также широко применяется в строительстве, машиностроении, производстве мебели. Из нее производят детали и конструкции, предназначенные для применения в агрессивных средах.
- Нержавеющая проволока жаропрочная, нечувствительная к влаге, используется в сварочном оборудовании в качестве электродов для сварки нержавеющих сталей. Широко применяется в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленностях, машиностроении, архитектуре и строительстве.
Технологические свойства
Сталь 12Х18Н10Т поддается термической обработке, что позволяет улучшить ее эксплуатационные характеристики. В зависимости от цели обработки могут применяться закалка, отжиг (стабилизирующий или для снятия напряжения), ступенчатая обработка. Термообработка помогает снизить склонность к:
- общей коррозии;
- межкристаллитной коррозии;
- ножевой коррозии;
- напряжению;
- потере пластичности.
Сталь 12Х18Н10Т нечувствительна к флокенам. Обработку резанием рекомендуется проводить после закаливания. Температура начала ковки 1200С, конца 850С.
