Класс прочности стали 12х18н10т

Сталь 12Х18Н10Т характеристики, применение и расшифровка

Уникальные технические характеристики и особенности стали 12Х18Н10Т в сочетании с доступной ценой делают материал незаменимым во многих отраслях деятельности. Простая механическая обработка и возможность применения различных видов сварки позволяют изготавливать изделия и конструкции самого разного назначения. Нержавейка отличается высокой прочностью, экологической чистотой и имеет большой спрос на рынке металлопроката.

Конструкционная криогенная сталь марки 12Х18Н10Т относится к аустенитному классу, выплавляется в дуговых электропечах и отличается устойчивостью к межкристаллической коррозии при возможном нагреве до 800ºC. Техническая характеристика 12Х18Н10Т обеспечивает хорошую технологичность металла во время горячей или холодной пластической деформации. Благодаря этому она применяется для изготовления большого количества наименований проката и поковок.

12Х18Н10Т – расшифровка стали

Маркировка 12Х18Н10Т говорит о расчетном количестве основных компонентов, входящих в сплав: 12 – означает 0,12% углерода, Х18 – процентный состав хрома, Н10 – никеля и Т – присутствие титана. Исходя из этого, можно определить, что в состав основных химических элементов нержавеющих сталей марки 12Х18Н10Т входит:

• около 67% железа;
• до 0,12% углерода;
• 17-19% хрома;
• 9-11% никеля;
• до 2% магния;
• до 1% титана;
• до 0,8% кремния.

Кроме этого в химическом составе металла в небольших количествах присутствуют: сера, медь, силиций, марганец и фосфор.

Высокие антикоррозионные свойства стали 12Х18Н10Т обеспечивает высокое содержание хрома. Наличие никеля способствует аустенитной структуры металла и позволяет в результате сочетать расширение эксплуатационных характеристик стали с прекрасной технологичностью во время обработки. Кроме этого наличие никеля в сплаве изменяет его свойства и повышает сопротивление металла воздействию кислот и щелочей.

Присутствие титана и кремния в стали приводят к образованию феррита, что изменяет характеристики, устраняет межкристаллитную коррозию в сварочных швах, замедляет скорость роста зерна при нагреве и увеличивает плотность получаемого слитка.

Механические свойства нержавеющей стали 12Х18Н10Т

Режимы термической обработки предусматривают применение закалки в результате нагрева до 1100ºC при последующем охлаждении в воде. Сечения нержавейки до 35 мм допускается применять охлаждение на открытом воздухе. Пределы температур для ковки от 850ºC до 1200ºC.

Удельный вес металла 7920 кг/м 3 . Твердость, которой обладает сталь НВ 10 -1 = 179 МПа, с пределом выносливости 279 МПа.

Технология сварных соединений особых ограничительных свойств не имеет. Применяют следующие характеристики технологий сварки:

• ручная электродуговая, с применением электродов ЦТ-26;
• электрошлаковая;
• контактная точечная.

Для обеспечения повышенной прочности рекомендуется завершающая термическая обработка швов.

Применение

Марка 12Х18Н10Т применяется для изготовления следующих изделий сортового и фасонного проката:

• толстого и тонкого листа;
• круглых и профильных труб различного сечения;
• уголки и швеллера;
• калиброванного и шлифованного прутка;
• ленты и полос различной толщины;
• сталь в виде круга и проволоки;
• капиллярные трубки мелких диаметров;
• поковки и кованые заготовки.

Весь предлагаемый прокат из нержавеющей стали может иметь матовую, шлифованную или полированную поверхность, что в значительной степени определяет качество, свойства и стоимость материалов.

Эти материалы применяют в промышленности для производства сварных сосудов и аппаратов, работающих под давлением и температуре среды от -195ºC до 600ºC. Допускается применение 12Х18Н10Т для транспортировки, обработки и хранения разбавленных кислотных, щелочных растворов и солей.

В строительстве и ремонте нержавеющая сталь применяется для монтажа особо ответственных и декоративных элементов. В машиностроении стальной круг, поковки и другой прокат применяют для изготовления деталей и узлов машин и механизмов. Из стальных нитей плетут канаты и тросы высокого качества и свойств.

Бесшовные трубы из стали 12Х18Н10Т применяются в нефтехимической и газоперерабатывающей отрасли, в производстве и переработке пищевых продуктов, а так же в фармацевтике и для изготовления медицинского инвентаря и оборудования.

Высокая эксплуатационная температура позволяет использовать прокат из этой стали для изготовления горелок, печной аппаратуры, муфелей, деталей выхлопных систем и в других случаях. Минимально допустимая температура -195ºC допускает пользоваться сталями этих характеристик в криогенных и холодильных системах глубокого охлаждения.

Зарубежные аналоги

Среди близких по химическому составу и характеристикам стали, выпускаемой в других странах мира, следует отметить:

• 321, 321H, S32100 в США;
• сталь SUS321 в Японии;
• 0Cr18NiTi18-11, 0Cr18Ni11Ti, 1Cr18Ni11Ti в Китае;
• STS321 в Южной Корее;
• 2337 в Швеции;
• 1.4541, 1.4878, X10CrNiTi18-10 в Евросоюзе.

При этом следует отметить, что кроме общеевропейских стандартов, которым соответствует сталь 12Х18Н10Т, каждое государство Евросоюза имеет собственную маркировку этого сплава. Так, например, в Германии это X12CrNiTi18-9, в Великобритании сталь марок 321S31, 321S51 и LW18. Единого европейского стандарта на нержавеющие металлы пока еще не разработано.

Стоимость проката и поковок из стали 12Х18Н10Т

Цена материалов изготовленных из нержавейки 12Х18Н10Т определяется:

• сложностью сечения проката;
• качество и свойства, которые имеет сталь;
• степенью поверхностной обработки;
• складскими и транспортными расходами;
• существующими предложениями на рынке.

Кроме этого на стоимость заказа могут оказать влияние его объем и способ приобретения материалов.

Очень часто нержавеющая сталь 12Х18Н10Т продается по демпинговым ценам, что обычно объясняется низким качеством материала. Так, например, листовая сталь этой марки продается по цене 230-330 руб/кг, а максимальная цена на металл второго сорта не превышает 180 руб/кг.

Отпуск проката осуществляется по весу. При этом большое влияние оказывает качество обработки поверхности и технические характеристики. Средняя стоимость матовых листов толщиной 1,0 мм составляет 260 руб/кг, а полированный лист стоит в два-три раза больше.

Еще один фактор определения цены на 12Х18Н10Т зависит от местонахождения покупателя. В центральных районах страны стоимость ниже, чем в отдаленных регионах. Это объясняется малым количеством конкурентных предложений на рынке металлопроката, а так же увеличением транспортных расходов.

Оформление заказа, покупка и доставка в компаниях

Компании предлагают всем заинтересованным организациям, предприятиям и частным лицам купить нержавеющий прокат из стали марки 12Х18Н10Т по самым выгодным ценам на рынке металлопроката. Для получения технической консультации, уточнения цен, характеристик и оформления заявки вам нужно позвонить по телефонам компаний. Так же возможно просто оставить заявку на сайте и специалист свяжется с вами в самое ближайшее время.

Наличие нержавеющего проката 12Х18Н10Т на складе позволяет обеспечить самую оперативную доставку металла по указанному в заявке адресу. По желанию клиент всегда может обеспечить получение товара на условиях самовывоза.

Компании всегда готовы обсудить вопрос предоставления скидок постоянным и оптовым покупателям. Работать с нами всегда выгодно и удобно.

Нержавеющая сталь 12х18н10т

Бурное развитие инновационных технологий привело к появлению достаточно большого количества новых металлов, которые характеризуются исключительными эксплуатационными качествами. Примером можно назвать появление материалов с коррозионной стойкостью, за счет которых существенно продлевается срок службы изготавливаемых изделий. Наиболее распространенной версией считается сталь 12х18н10т. Характеристики стали 12х18н10т во многом определяют востребованность и применение в различных отраслях промышленности. Особые свойства связаны с включением в состав различных легирующих элементов и выдерживании их концентрации на требуемом уровне. Расшифровка маркировки определяет наличие большого количества хрома и других примесей.

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/м 3 .
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.

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%.

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/м 3 . 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.

Механические свойства

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

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

Механические характеристики стали 12х18н10т

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

К другим особенностям рассматриваемого металла отнесем следующие моменты:

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

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

Сфера применения

Применение стали 12х18н10т весьма обширно:

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

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.

Термообработка стали 12х18н10т

Существенно увеличить эксплуатационные качества материала можно путем термической обработки. Она способна существенно повысить эксплуатационные качества ответственных изделий.

Особенностями термической обработки можно назвать нижеприведенные моменты:

1. Проводится закалка. Она позволяет существенно повысить показатель твердости поверхности. Закалка предусматривает перестроение структуры, для чего заготовка нагревается до температуры 1060 градусов Цельсия. При перестроении структуры, для чего проводится термическая обработка, может снижаться пластичность, и этом станет причиной хрупкости. Рекомендуется проводить охлаждение в масле, за счет чего существенно повышается качество поверхности.
2. Нормализация 12х18н10т для снижения внутренних напряжений проводится путем отпуска.
3. При желании может проводится ковка при температуре около 1200 градусов Цельсия.

Нагреть среду до требуемой температуры можно при применении индукционной печи. Они позволяют автоматизировать процесс и повысить качество. Устанавливаться индукционные печи могут в домашних мастерских.

В заключение отметим, что нержавейки сегодня обладают наиболее высокими эксплуатационными характеристиками. Это связано с точной концентрацией определенных химических веществ. Однако, применение подобных материалов не всегда целесообразно, что связано с высокой стоимостью изготовления.

Сталь 12Х18Н10Т – свойства и области применения

Развитие нашей цивилизации напрямую связано с изобретением новых технологий, получением новых материалов с целью применения в разнообразных отраслях промышленности и увеличения срока эксплуатации созданных деталей, механизмов и оборудования.
Важнейшим этапом в развитии металлургии было создание нержавеющей стали.

В этой статье мы подробно рассмотрим наиболее распространённую марку нержавеющей стали 12Х18Н10Т – постараемся определить её достоинства, недостатки, рассмотрим влияние легирующих элементов на свойства нержавейки и возможность применения ее в различных отраслях промышленности.

Сталь 12Х18Н10Т легирующие элементы

Сталь марки 12х18н10т – нержавеющая титаносодержащая сталь аустенитного класса. Хим. состав марки утверждён ГОСТ 5632-72 нержавеющих сталей аустенитного класса. Основные преимущества 12х18н10т: большая пластичность и ударная вязкость.
Наилучшей термической обработкой для сталей этого класса является закалка с температурой 1050 0 С-1080 0 С в воде, после процесса закалки мех. свойства стали отличаются высокой вязкостью и пластичностью, но низкими прочностью и твёрдостью.
Стали аустенитного класса используют как жаропрочные при температурах до 600 0 С Главными легирующими элементами являются Хром и Никель. Однофазные стали имеют устойчивую структуру однородного аустенита с небольшим содержанием карбидов Tитана (для избежания межкристаллитной коррозии. Подобная структура образуется после процесса закалки с температур 1050 0 С-1080 0 С). Аустенитные и и аустенитно-ферритовые стали обладают относительно небольшим уровнем прочности (700-850МПа).

Сталь 12Х18Н10Т – влияние легирующих элементов на механические свойства

Остановимся подробнее на особенностях влияния легирующих элементов на структуру нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
Хром, процентное содержание которого в 12Х18Н10Т составляет от 17- до 19%, является главным элементом, обеспечивающим способность металла к пассивации и обуславливающим высокие антикоррозийные свойства стали марки 12Х18Н10Т. Легирование никелем определяет сталь в аустенитный класс, что позволяет сочетать большую технологичность нержавеющей стали с отличным комплексом эксплуатационных характеристик. При содержании 0,1% углерода, 12Х18Н10Т при температуре свыше 900 0 С имеет полностью аустенитную структуру, это обусловлено сильным аустенитообразующим влиянием C (углерода). Соответствие концентраций Cr и Ni специфически сказывается на стабильности аустенита при понижении температуры обработки на твердый раствор (1050 0 С-1100 0 С). Помимо влияния основных элементов, также немаловажно принимать во внимание присутствие в нержавеющей стали Кремния(Si), титана(Ti) и алюминия(Al), благоприятствующих образованию феррита.

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.

Стравнение марок 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т

У стали марки 12Х18Н10Т прочность увеличилась больше чем у стали марки 08Х18Н10Т, между тем понижение прочности по мере увеличения температуры увеличивалось в большей мере из-за снижения предела стойкости стали против разупрочнения при увеличении содержания углерода. Кратковременные высокотемпературные тесты показали, что наибольший уровень прочности термомеханически упрочненного проката, определённый при комнатной температуре, продолжает сохранятся и при увеличенных температурах. При этом нержавейка после ВТМО теряет прочность с повышением температуры, меньше, нежели сталь после обычной термообработки.

Сталь 12Х18Н10Т – сфера применения

Хромоникелевые нержавеющие стали применяют для сварных конструкций в криогенной технике при низких температурах, порядка -269 0 С, для емкостного, теплообменного и реакционного оборудования, а также для паронагревателей, водонагревателей и трубопроводов высокого давления с предельной температурой применения до 600 0 С, для деталей печной аппаратуры, муфелей, коллекторов выхлопных систем. Наибольшая температура применения жаростойких изделий из подобных сталей в промежутке времени до 10000 часов составляет 800 0 С, при температуре 850 0 С начинается процесс интенсивного окалинообразования. При непрерывной рабочей нагрузке сталь 12Х18Н10Т сохраняет антиокислительные свойства на воздухе и в атмосфере продуктов сгорания топлива при температурах до 900 0 С , а в условиях теплосмен до 800 0 С.
Коррозионно-стойкая сталь марки 12Х18Н10Т широко применяется для изготовления сварной аппаратуры в разнообразных отраслях промышленности, а также металлоконструкций, работающих в контакте с агрессивными средами – азотной кислотой и другими окислительными средами, определёнными органическими кислотами небольшой концентрации, органическими растворителями и тп. Нержавеющая сталь 08Х18Н10Т применяется для сварных изделий, работающих в более агрессивных средах, нежели сталь 12Х18Н10Т и обладает высокой степенью сопротивляемости межкристаллитной коррозии.

В результате, уникальное сочетание свойств и характеристик прочности, позволил нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т найти широчайшее применение в большинстве отраслей промышленности, изделия из стали этой марки имеют высокие характеристики в течение длительного срока службы.

Сталь марки 12Х18Н10Т

Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
12Х18Н10Т труба, лента, проволока, лист, круг 12Х18Н10Т

Листы горячекатанные и холоднокатанные:
– закалка 1000-1080 °С, вода или воздух.

– закалка 1050-1080 °С, вода или воздух.

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 (a_n (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.