ГОСТ на сварку нержавеющей стали 12х18н10т
Сварка нержавеющих сталей
В данной статье рассмотрим технологию сварки некоторых легированных хромоникелевых аустенитных сталей, а именно:
— коррозионно-стойких сталей (они же нержавеющие или попросту «нержавейка»);
— жаропрочных и жаростойких сталей.
Технология сварки хромоникелевых аустенитных сталей . Все заготовительные операции на аустенитных сталях, выполняемые методами холодной или горячей обработки, производятся в основном теми же способами и на том же оборудовании, что и для углеродистых конструкционных сталей. Подготовка кромок деталей под сварку должна производиться механическим путем (фрезерованием, строжкой, токарной обработкой). Допускается подготовка кромок сжатой дугой или газофлюсовой резкой, требующей последующей механической зачистки огнерезных кромок на глубину не менее 0,8 мм.
При сборке деталей перед прихваткой и сваркой во избежание образования надрезов и трещин на поверхности основного металла в месте попадания брызг расплавленного металла участки рядом со швом должны быть покрыты одним из видов защитных покрытий.
При изготовлении сварных конструкций из аустенитных сталей могут применяться все способы электрической сварки плавлением. Выбор способа сварки производится с учетом толщины свариваемого металла, размеров и формы конструкции, расположения швов в пространстве и их доступности, требований к сварным соединениям и т. д.
Основной особенностью ручной дуговой сварки аустенитных сталей является необходимость обеспечения требуемого химического состава металла шва при различных типах сварных соединений и пространственных положениях сварки с учетом изменения доли участия основного и электродного металла в металле шва. Это заставляет корректировать состав покрытия с целью обеспечения необходимого содержания в шве феррита и тем самым предупреждения образования в шве горячих трещин. Этим же достигается и необходимая жаропрочность и коррозионная стойкость швов.
Применением электродов с фтористокальциевым покрытием, уменьшающим угар легирующих элементов, достигается получение металла шва с необходимым химическим составом и структурами. Уменьшению угара легирующих элементов способствует и поддержание короткой дуги без поперечных колебаний электрода. Последнее уменьшает и вероятность образования дефектов на поверхности основного металла в результате прилипания брызг.
Состав покрытия электрода определяет необходимость применения постоянного тока обратной полярности (при переменном токе или постоянном токе прямой полярности дуга неустойчива), величину которого определяют по формуле Iсв=kdэ, а коэффициент k в зависимости от диаметра электрода принимают не более 25-30 А/мм. В потолочном и вертикальных положениях силу сварочного тока умень¬шают на 10-30 % по сравнению с силой тока, выбранной для нижнего положения сварки.
Сварку покрытыми электродами рекомендуется выполнять валиками малого сечения и для повышения стойкости против горячих трещин применять электроды диаметром 3 мм с минимальным проплавлением основного металла. Тщательная прокалка электродов перед сваркой, режим которой определяется их маркой, способствует уменьшению вероятности образования в швах пор и трещин, вызываемых водородом. Некоторые марки электродов, рекомендуемые для различных сталей аустенитного класса, в зависимости от условий работы конструкции приведены в табл.1, а их механические свойства — в табл.2.
Таблица 1. Некоторые марки электродов и условия работы высоколегированных сталей и сплавов
Содержание
α-фазы (%) и структура шва
Э 07Х20Н9
Э-08Х19Н10Г2Б
Э-02Х10Н9Б
10Х17НИМ2Т
08Х18Н19Б
08Х21Н6М2Т
20Х20Х14С2
20Х25Н20С2
30Х18Н25С2
3-10 %
Аустенитно-
карбидная
Для предупреждения перегрева металла и связанного с этим укрупнения структуры, возможности появления трещин и снижения эксплуатационных свойств сварного соединения рекомендуется выполнять сварку валиками небольшого сечения, применяя для этого проволоку диаметром 2- 3 мм, а в связи с высоким электросопротивлением аустенитных сталей вылет электрода следует уменьшить в 1,5-2 раза.
Легировать шов можно через флюс (табл. 3) или проволоку (табл. 4), последнее предпочтительнее, так как обеспечивает необходимую стабильность металла шва.
Таблица 3. Флюсы для электродуговой и влектрошлаковой сварки высоколегированных сталей
Вид сварки
Марка флюса
Автоматическая электродуговая аустенитно-ферритными швами
АНФ-14; АНФ-16; 48-ОФ-Ю; К-8
Автоматическая электродуговая аустенитно-ферритными швами с небольшим запасом аустенита
Автоматическая электродуговая чисто аусте-нитными швами с большим запасом аустенита
Автоматическая электродуговая и электрошлаковая чисто аустенитными швами с большим запасом аустенита
Электрошлаковая чисто аустенитными швами с большим запасом аустенита
АНФ-1; АНФ-6; АНФ-7; АН-29; АН-292
Таблица 4. Некоторые марки сварочной проволоки для электродуговой сварки под флюсом и электрошлаковой сварки высоколегированных сталей
Марка стали
Условия работы
Марка проволоки
(ГОСТ 2246 — 70)
12Х18Н9
08Х18Н10
12Х18Н10Т
12Х18Н9Т
Стойкость к межкристаллитной коррозии
12Х18Н10Т
08Х18Н10Т
08Х18Н12Т
08Х18Н12Б
Температура выше 350°С;
стойкость к межкристаллитной коррозии
Стойкость к межкри-сталлитной коррозии
08Х18Н10;
12Х18Н10Т
12Х18Н9Т
Сварка в углекислом газе; стойкость к межкристаллитной коррозии
Температура до 800- 900 °С
20Х23Н13
08Х20Н14С2
20Х23Н18
Температура 800-900 °С
Температура 900- 1100°С
Температура до 1200°С
Св-07Х25Н12Г2Т
Св-06Х25Н12ТЮ
Св-08Х25Н13БТЮ
Д ля сварки используют низкокремнистые фторидные флюсы, создающие в зоне сварки безокислительные или малоокислительные среды, что приводит к минимальному угару легирующих элементов. Для снижения вероятности образования пор в швах флюсы для высоколегированных сталей необходимо прокалить непосредственно перед сваркой при 500-800°С в течение 1-2 ч. Остатки шлака и флюса на поверхности швов, которые могут служить очагами коррозии сварных соединений на коррозионно-и жаростойких сталях, необходимо тщательно удалять.
Особенностью электрошлаковой сварки является пониженная чувствительность к образованию горячих трещин, что объясняется малой скоростью перемещения источника нагрева и характером кристаллизации металла сварочной ванны, в результате создаются условия получения чисто аустенитных швов без трещин. Однако длительное пребывание металла шва и околошовной зоны при повышенных температурах увеличивает его перегрев и ширину околошовной зоны, а длительное пребывание металла при температурах 1200-1250°С приводит к изменению его структуры, снижает прочностные и пластические свойства. В результате сварные соединения теплоустойчивых сталей предрасположены к разрушениям в процессе термической обработки или эксплуатации при повышенных температурах.
Перегрев при сварке зоны термического влияния коррозионно-стойких сталей может привести к образованию в ней ножевой коррозии, поэтому для предупреждения указанных дефектов необходима термообработка сварных изделий (закалка или стабилизирующий отжиг). При выборе флюса и сварочной проволоки необходимо учитывать проникновение кислорода воздуха через поверхность шлаковой ванны, что приводит к угару легкоокисляющихся элементов (титана, марганца и др.). Это вызывает необходимость в некоторых случаях защищать поверхность шлаковой ванны путем обдува аргоном.
Электрошлаковую сварку высоколегированных сталей можно выполнять проволочным или пластинчатыми электродами (табл. 5). Изделия большой толщины со швами небольшой протяженности целесообразно сваривать пластинчатым электродом, изготавливать их значительно проще. Но сварка проволокой позволяет в широких пределах, варьируя режимом, изменять форму металлической ванны и характер кристаллизации шва, а это является одним из действенных факторов, обеспечивающих получение швов без горячих трещин.
Толщина
металла,
мм
Электрод
Диаметр,(размеры),
мм
Марка флюса
Зазор, мм
Скорость
подачи
электрода,
м/ч
Сила
сварочного
тока,
А
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.
Технические особенности нержавеющей стали 12х18н10т можно охарактеризовать следующим образом:
- Показатель плотности составляет 7920 кг/м 3 .
- Закалка проводится при воздействии температуры около 1100 градусов Цельсия. Для нагрева среды до этой температуры требуется специальное оборудование.
- Аналог стали 12х18н10т должен иметь показатель твердости 179 МПа.
- 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.
- Температура применения составляет 650 градусов Цельсия. Большая температура может привести к повышению пластичности и снижению защиты от химического воздействия.
- 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:
- Практически любой металл в своем составе имеет высокую концентрацию железа. Вторым наиболее важным химическим элементом является углерод, концентрация которого составляет 0,12%.
- Вторым по концентрации элементом является хром. Его концентрация составляет от 17% до 19%.
- В состав включили большую концентрацию никеля: от 9% до 11%.
- 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:
- Практически все распространенные нержавейки получаются при включении в состав хрома, который определяет коррозионную стойкость. Кроме этого, увеличивается способность структуры с пассивации.
- 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:
- 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.
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.
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:
- 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.
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:
- 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.
- Нормализация 12х18н10т для снижения внутренних напряжений проводится путем отпуска.
- 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.
ГОСТ на сварку нержавеющей стали 12х18н10т
Температура 800-900 °С
Температура 900- 1100°С
Температура до 1200°С
Д ля сварки используют низкокремнистые фторидные флюсы, создающие в зоне сварки безокислительные или малоокислительные среды, что приводит к минимальному угару легирующих элементов. Для снижения вероятности образования пор в швах флюсы для высоколегированных сталей необходимо прокалить непосредственно перед сваркой при 500-800°С в течение 1-2 ч. Остатки шлака и флюса на поверхности швов, которые могут служить очагами коррозии сварных соединений на коррозионно-и жаростойких сталях, необходимо тщательно удалять.
Особенностью электрошлаковой сварки является пониженная чувствительность к образованию горячих трещин, что объясняется малой скоростью перемещения источника нагрева и характером кристаллизации металла сварочной ванны, в результате создаются условия получения чисто аустенитных швов без трещин. Однако длительное пребывание металла шва и околошовной зоны при повышенных температурах увеличивает его перегрев и ширину околошовной зоны, а длительное пребывание металла при температурах 1200-1250°С приводит к изменению его структуры, снижает прочностные и пластические свойства. В результате сварные соединения теплоустойчивых сталей предрасположены к разрушениям в процессе термической обработки или эксплуатации при повышенных температурах.
Перегрев при сварке зоны термического влияния коррозионно-стойких сталей может привести к образованию в ней ножевой коррозии, поэтому для предупреждения указанных дефектов необходима термообработка сварных изделий (закалка или стабилизирующий отжиг). При выборе флюса и сварочной проволоки необходимо учитывать проникновение кислорода воздуха через поверхность шлаковой ванны, что приводит к угару легкоокисляющихся элементов (титана, марганца и др.). Это вызывает необходимость в некоторых случаях защищать поверхность шлаковой ванны путем обдува аргоном.
Электрошлаковую сварку высоколегированных сталей можно выполнять проволочным или пластинчатыми электродами (табл. 5). Изделия большой толщины со швами небольшой протяженности целесообразно сваривать пластинчатым электродом, изготавливать их значительно проще. Но сварка проволокой позволяет в широких пределах, варьируя режимом, изменять форму металлической ванны и характер кристаллизации шва, а это является одним из действенных факторов, обеспечивающих получение швов без горячих трещин.
Таблица 5. Типовой режим электрошлаковой сварки высоколегированных сталей и сплавов
Толщина
металла,
мм
Электрод
Диаметр,(размеры),
мм
Марка флюса
Зазор, мм
Скорость
подачи
электрода,
м/ч
Сила
сварочного
тока,
А
Напряжение, В
Глубина шлаковой ванны, мм
АНФ-7 АНФ-7 АНФ-1 АНФ-6
28-32 28-32 38-40 38-40
600-800 1200-1300 3500-4000 1800-2000
24-26
22-24
26-28
Однако жесткость сварочной проволоки затрудняет длительную и надежную работу токоподводящих и пода¬ющих узлов сварочной аппаратуры.
При сварке в углекислом газе создается окислительная атмосфера в дуге за счет диссоциации углекислого газа, вызывающая повышенное (до 50 %) выгорание титана и алюминия. Меньше выгорают марганец, кремний и другие легирующие элементы, поэтому при сварке коррозионно-стойких сталей в углекислом газе применяют сварочные проволоки, содержащие раскисляющие и карбидообразующие элементы (алюминий, титан, ниобий). Недостатком сварки в углекислом газе является интенсивное разбрызгивание металла и образование на поверхности шва плотных пленок оксидов, прочно сцепленных с металлом, что может снизить коррозионную стойкость и жаростойкость сварного соединения.
Для уменьшения налипания брызг на основной металл наносят эмульсии, а для борьбы с оксидной пленкой подается в дугу небольшое количество фторидного флюса АНФ-5.
Сварка плавящимся электродом в углекислом газе производится на полуавтоматах и автоматах. При этом для сварки сталей марки 12Х18Н10Т рекомендуется проволока Св-07Х18Н9ТЮ, Св-08Х20Н9С2БТЮ; для сталей марки 12Х18Н12Т — проволока Св-Х25Н13БТЮ, а для хромоникелемолибденовых сталей — проволока марок Св-06Х19Н10МЗТ и Св-06Х20Н11МЗТБ. Сварка в углекислом газе производится во всех пространственных положениях, что позволяет механизировать сварочные работы на конструкциях из высоколегированных сталей в монтажных условиях.
Ориентировочные режимы дуговой сварки в углекислом газе высоколегированных сталей без разделки кромок плавящимся электродом в углекислом газе приведены в табл. 6.
Таблица 6. Режимы дуговой сварки высоколегированных сталей без разделки кромок плавящимся электродом в углекислом газе
Шов
Диаметр
проволоки,
мм
Сталь 12х18н10т: характеристики, применение и цены на металлопрокат
Благодаря характеристикам стали 12Х18Н10Т ее можно применять в строительстве, машиностроении, пищевой, химической, топливной и даже в целлюлозно-бумажной промышленности.
Качественные бесшовные трубы общего и специального назначения из стали 12Х18Н10: круглое сечение, диаметр 0,68-325 мм, толщина стенки 0,16-25 мм, от 285 руб/кг, ГОСТ 9940-81, ГОСТ 9941-81, ГОСТ 10498-82.
Нержавеющий лист 12Х18Н10Т идеален для производства сборных и сварных конструкций. Материал отличает устойчивость к коррозии, высоким температурам и нагрузкам, долговечность в эксплуатации.
Актуальные оптовые предложения на горячекатаные прутки круглого сечения из стали 12Х18Н10Т — матовая поверхность, диаметр от 8 мм, 142 руб./кг.
Выгодные условия покупки нержавеющей сетки из стали 12Х18Н10Т:
- тип производства — сварная и тканная;
- диаметр проволоки от 0,02 мм;
- цена от 48 руб/кв.м;
- ГОСТ 3826-82 и ГОСТ 23279-85.
Посмотреть типоразмеры и цены.
Отличный способ сэкономить — покупка нержавеющего металлопроката со скидкой у оптовых поставщиков.
Воспользуйтесь преимуществами сотрудничества с крупными поставщиками:
- широкая география поставки;
- опт и розница;
- востребованные типоразмеры;
- персональный подход к клиентам;
- дополнительные услуги по металлообработке.
Ознакомиться на примере
компании «МетПромСтар».
Нержавеющая сталь 12х18н10Т является долговечным и экологически безопасным материалом. Сертифицированный по российским и зарубежным стандартам металлопрокат всегда находит своего покупателя на рынке. Продукция как отечественных, так и импортных производителей представлена разными видами сплавов и обработки.
Характеристики и свойства стали 12х18н10т
Химический состав стали регламентируется ГОСТом 5632-72. Основным элементом сплава 12х18н10т является железо (Fe). Кроме того, в состав хром-никелевой стали входят химические элементы в следующем процентном соотношении: хром (Cr) от 17 до 19%, никель (Ni) от 9 до 11%, титан (Ti) около 0,8%, кремний (Si) не более 0,8%, сера (S) менее 0,02%, марганец (Mn) менее 2%, медь (Cu) до 0,03%, фосфор (Р) 0,035% и углерод (С) менее 0,12%. Данную марку стали выплавляют в дуговых электропечах.
В зависимости от вида стальная продукция должна соответствовать следующим нормам:
- калиброванный пруток – ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75.
- Серебрянка и шлифованный пруток – ГОСТ 18907-73, ГОСТ 14955-77.
- Сортовой прокат, в том числе фасонный – ГОСТ 2879-69, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 5949-75.
- Лист тонкий – ГОСТ 5582-75.
- Лист толстый – ГОСТ 7350-77.
- Лента – ГОСТ 4986-79.
- Трубы – ГОСТ 14162-79, ГОСТ 9940-81, ГОСТ 9941-81.
- Кованые заготовки и поковки – ГОСТ 25054-81, ГОСТ 1133-71.
- Проволока – ГОСТ 18143-72.
Рассмотрим более тщательно влияние легирующих компонентов на характеристики нержавеющей стали. Ее основными легирующими элементами являются Cr (хром) и Ni (никель).
Высокое содержание хрома в марке 12х18н10т (от 17 до 19%) обеспечивает способность металла к пассивации и обуславливает сильные антикоррозийные характеристики стали.
Добавление никеля (от 9 до 11%) переводит сталь в класс аустенитов. Это свойство имеет исключительное значение, позволяя сочетать технологичность нержавеющей стали с расширенным комплексом эксплуатационных характеристик. Такие стали хорошо прокатываются в холодном и горячем состоянии, обладают высокой, по сравнению с ферритными сталями, коррозионной устойчивостью в агрессивных средах, в том числе серной кислоте.
Содержание никеля и хрома в сплаве оказывает специфическое влияние на стабильность аустенита при охлаждении температуры обработки (1050–1100 o С) на твердый раствор. Для того чтобы сталь имела полностью аустенитную структуру при температуре, превышающей 900 o С, достаточно присутствия 0,1% углерода (С). Это обусловлено сильным аустенитообразующим воздействием данного химического элемента.
Помимо воздействия основных легирующих элементов следует учитывать наличие в сплаве титана, алюминия и кремния, которые добавляют ему ферритные свойства.
Добавление в состав сильного карбидообразующего элемента – титана – (Ti) позволяет устранить склонность стали к межкристаллитной коррозии. Вступая в реакцию с углеродом (С), он образует тугоплавкий карбид TiC, исключая уменьшение концентрации в сплаве хрома (Cr) путем образования его карбидов.
Кремний (Si), содержание которого в 12х18н10т не более 0,8%, повышает плотность стали и дегазирует его. Добавление данного элемента увеличивает прочность материала и предел текучести, однако немного снижает пластичность, что затрудняет холодную прокатку.
Введением марганца (Mn) вызывается замедление скорости роста зерна, что способствует получению мелкозернистой стали.
Предельное содержание фосфора (Р) в стали марки 12х18н10т не может превышать 0,035%. Этот показатель имеет критичное значение, так как данный вид стали используется в криогенной технике, а фосфор отрицательно влияет на механические свойства сплава. Возникает сильная первичная ликвация при кристаллизации, при низких температурах снижаются пластические характеристики металла.
Основными преимуществами стали марки 12х18н10т являются высокая ударная вязкость и пластичность. К недостатку можно отнести относительно низкую устойчивость к коррозии в средах, содержащих ионы хлора, а также серную и соляную кислоты.
Сферы применения хромоникелевой нержавеющей стали
Хром-никелевая нержавеющая сталь 12х18н10т занимает лидирующие позиции на рынке современного металлопроката. Благодаря своим уникальным качественным характеристикам сталь данной марки может использоваться в различных сферах производства и промышленности. Материал получил широкое применение в:
- пищевой промышленности – алкогольной, мясной, молочной;
- нефтяной промышленности;
- топливно-энергетическом секторе;
- химической промышленности;
- машиностроении.
В химической промышленности марку стали 12х18н10т используют для изготовления емкостей, предназначенных для работы под высоким давлением, а также в устройствах для выработки жидкого кислорода. Коррозионностойкая сталь применяется для производства сварной аппаратуры и конструкций, эксплуатация которых подразумевает контакт с окислительными средами, органическими растворителями, неорганическими кислотами умеренной концентрации. Из этого материала производят трубы, транспортирующие растворы агрессивных жидкостей, таких как фосфорная, азотная, уксусная кислота, а также их оснований и солей.
Хром-никелевая нержавеющая сталь широко используется в криогенной технике (при температуре до -269 o С), а также для реакционного, теплообменного и емкостного оборудования, в том числе для трубопроводов высокого давления и паронагревателей с предусмотренной эксплуатационной температурой до +600 o С. Из стали данной марки изготавливают детали для коллекторов выхлопных систем, печной аппаратуры и муфелей. Кроме того, она используется для производства нержавеющего листа, кругов, проволоки (в том числе и для сварочных работ), труб. Из стальных нитей изготавливают сетки, пружины, тросы и канаты.
Благодаря исключительному сочетанию прочностных характеристик и свойств нержавеющей стали этой марки, она успешно применяется практически во всех отраслях промышленности. Изделия из нее характеризуются длительным сроком службы.
Типы проката
В современном производстве трудно обойтись без нержавеющего листа. Он нашел свое применение во всех отраслях промышленности – от фармацевтической до авиационной. Данная продукция получила широкое применение в строительстве благодаря своим свойствам – инертности к агрессивным средам, износоустойчивости. По способу производства листовой прокат может быть горячим или холодным. В зависимости от сферы применения поверхность листа бывает гладкой или фактурной. Холоднокатаные листы могут иметь зеркальную, шлифованную или матовую поверхность. Горячекатаные бывают травленные и термообработанные.
Из листовой стали формируется сортовой нержавеющий прокат, в который входит множество разновидностей изделий. Наиболее широкое распространение получили трубы. Помимо них из проката изготавливают пруток, ленту, проволоку.
Благодаря широким возможностям применения стальной пруток является одним из наиболее популярных изделий металлопроката. В бытовой сфере его используют для изготовления силовых и декоративных элементов балконов, различных изгородей. В промышленности стальной пруток используют для производства шпилек, болтов, различного рода пружин, заклепок, железнодорожного крепежа и других деталей. В строительстве его применяют для армирования железобетонных конструкций.
Стальная лента представляет собой полосовую сталь в рулонах толщиной от 0,005 до 4 мм. В зависимости от способа производства изделия бывают холоднокатаные (ГОСТ 19851-74) и горячекатаные (ГОСТ 6009-74). Стальная лента успешно используется в машиностроении, мебельной промышленности, строительстве. Данное изделие может использоваться как сырье для штамповки различных деталей или как упаковка тары. Холоднокатаная лента из жаростойкой и коррозионностойкой стали применяется для изготовления конструкций, устойчивых к агрессивным средам, и деталей для машин (ГОСТ 4986-79).
Нержавеющая проволока (ГОСТ 18143-72) устойчива к большинству видов коррозии и отличается повышенной жаропрочностью. Такую проволоку широко применяют для сварки нержавеющих сталей, так как обычные электроды не могут справиться с этой задачей. Также она успешно используется в пищевой и химической промышленности, архитектуре и мебельном производстве. Пружинная нержавеющая проволока используется для изготовления подвижных частей механизмов и инструментов, которые подвергаются механическим нагрузкам и функционируют в агрессивной среде. Хромоникелевая проволока не меняет своих характеристик при температуре от 390 до 790 o С. Проволока из такой стали используется в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.
Цена на металлопрокат из стали 12х18н10т
Стоимость проката из нержавеющей стали определяется качеством материала, ценой доставки, степенью обработки, наличием конкурентных предложений на рынке. Большой разброс цен объясняется их зависимостью не только от перечисленных выше факторов, но и от способа приобретения и объемов заказа.
К примеру, лист нержавеющий стальной толщиной 1,5 мм из стали 12х18н10т предлагается по цене от 231 до 335 тыс. руб. за тонну. Та же нержавейка, но толщиной 3 мм, выставлена на продажу примерно по той же цене. А вот продукция второго сорта стоит уже 160 тыс. руб. Как видим, вес проката является основополагающим фактором для ценообразования, а все остальные составляющие оказывают влияние на снижение или повышение стоимости.
Обратим внимание на лист матовый толщиной 0,5 мм из той же стали 12х18н10т. Его средняя стоимость составит 280 тыс. руб. за тонну. При увеличении параметров толщины до 1, 2 и 3 мм средняя цена за тонну составит 265, 245 и 240 тыс. руб., соответственно. Шестигранник НЖ калибр 8, изготовленный из стали марки 12х18н10т, стоит от 320 до 420 тыс. руб. Подобный же шестигранник толщиной 10 мм предлагается в ценовой вилке от 350 до 495 тыс. руб., такое же изделие 12-го калибра стоит от 320 до 495 тыс. руб. Информация о ценах имеется в свободном доступе на металлургическом портале www.metal100.ru и прочих торговых площадках. Цены действительны для центра страны, в регионах они несколько выше. Сказывается стоимость доставки и отсутствие конкурентных предложений.
Где можно купить сталь марки 12х18н10т?
Купить трубы, шестигранники, тройники и прочий сортамент продукции из нержавеющей стали 12х18н10т не составит сложности. Огромное количество предложений на рынке несколько усложняет выбор. Как условия поставки, так и качество продукции могут существенно отличаться, что и приводит к потребности налаживания постоянного сотрудничества с проверенным поставщиком.
Например, торговая группа «МетПромСтар» гарантирует своим клиентам максимальный выбор стального проката при сохранении высоких параметров качества. Наработанный авторитет и постоянные деловые связи позволяют наладить отгрузку металлопроката как в розницу, так и крупными оптовыми партиями по всей России и странам СНГ. Понятие «знание – сила» напрямую воплощается специалистами компании в жизнь. Работая много лет на рынке, повышая свой профессиональный уровень, сотрудники компании стали обладателями большого массива информации, намного упрощающего подбор требуемого сортамента металлопроката. К тому же при повторном обращении размер скидки и условия оплаты могут быть пересмотрены в пользу покупателя. «МетПромСтар» ценит своих постоянных клиентов.
Марки нержавеющей стали для пищевой промышленности
Как такового, официального понятия «пищевая нержавейка» не существует. Пищевой нержавейкой в обиходе называют некоторые марки нержавеющей стали, которые используются при изготовлении приборов, механизмов и оборудования, предназначенного для контакта с продуктами питания. Эти марки нержавейки и называют «пищевыми», когда речь заходит о выборе марок нержавеющей стали.
Содержание
Требования, предъявляемые к нержавеющим металлам, контактирующими с пищевым сырьем и продуктами питания
Постоянный контакт с пищевым сырьем и готовыми продуктами предъявляет к пищевой нержавейке особые требования:
- качественная пищевая нержавейка имеет хорошую коррозионную стойкость и устойчивость к химически агрессивным средам;
- пищевая нержавеющая сталь износостойкая, устойчива к механическим повреждениям покрытия (появлению трещин, царапин, сколов) в течение всего времени, пока эксплуатируется деталь или оборудование;
- пищевая нержавеющая сталь нетоксична, не содержит вредных для здоровья примесей, особенно если она используется при производстве продуктов питания.
Маркировка нержавеющей стали для пищевой промышленности
Нержавеющий металлопрокат импортируется в Беларусь из России, Китая, стран Евросоюза и других, где производство нержавеющих сплавов регламентируется внутренними системами стандартизации.
Общая информация о нержавеющих сталях и сплавах не является альтернативой действующей нормативно-технической документации (ГОСТам и Техническим Условиям) и изложена для общего ознакомления. В таблице указаны марки стали согласно ГОСТ и их зарубежные аналоги, используемые для производства нержавеющего металлопроката, которые подходят под определение «пищевая нержавейка».
Разработанная еще Советском Союзе система маркировки нержавеющей стали согласно ГОСТу 5632-72 используется для обозначения марок производителями стран, входящих состав СНГ. Формула марки стали состоит из буквенно-цифровых символов, буквы обозначают химический элемент в составе сплава, цифры его количественное содержание.
Стандарты: AISI, ASTM, ASME, AMS применяют производители США. Классификация легированных коррозионностойких марок AISI разработана Американским институтом стали и сплавов. Нержавейка из Европы может классифицироваться как по национальным стандартам производителей (Германия, Австрия, Франция, Италия, Польша), так и по общему стандарту Европейского Союза (European norm — EN 10088). Собственные стандарты маркировки нержавеющей стали имеют производители металлопроката Японии и Китая.
Приведенные в таблице стали AISI и EN соответствуют российским аналогам по свойствам и очень близки по химическому составу сплава.
AISI США | ГОСТ Россия | EN 10088 |
AISI 304 | 08Х18Н10 | 1.4301 |
AISI 316 | 03Х17Н14М2 | 1,4401 |
AISI 316L | 03Х17Н14М3 | 1.4435 |
AISI 316Ti | 10Х17Н13М2Т | 1.4571 |
AISI 321 | 12Х18Н10Т | 1.4541 |
Химический состав AISI 304 и аналогов
- Fe
- C
- Cr
- Si
- Mn
- Ni
- P
- S
- Cu
- Ti
Нержавеющая сталь AISI 304 относится к классу коррозионно-стойких, жаропрочных сталей. Температурный диапазон, в котором возможно использовать сталь AISI 304 без изменения основных свойств от -196 до +600 °С. Закалка нержавеющей стали AISI 304 осуществляется при температуре 1020 – 1100°С. Свариваемость стали: без ограничений.
Химический состав AISI 321 и аналогов
- Fe
- C
- Cr
- Si
- Mn
- Ni
- P
- S
- Cu
Нержавеющая сталь AISI 321 отличается хорошей свариваемостью при более высокой температуре, чем не содержащие титана марки стали. Сварочные швы требуют минимальной постобработки.
Химический состав AISI 316 и аналогов
- Fe
- C
- Cr
- Si
- Mn
- Ni
- P
- S
- Mo
Наличие молибдена в составе нержавеющей стали Aisi 316 значительно повышает ее антикоррозийные свойства, благодаря чему эксплуатация возможна даже в очень агрессивных средах. Нержавеющая сталь AISI 316, 316L отличается от стали 304 AISI повышенной прочностью, сопротивляемостью к ползучести, превосходными механическими свойствами.
Химический состав AISI 316Ti и аналогов
- Fe
- C
- Cr
- Si
- Mn
- Ni
- P
- S
- Mo
- Ti
Физические свойства нержавеющей стали AISI 316Ti мало отличаются от свойств нержавейки AISI 316, AISI 316Ti имеет большую прочность из-за присутствующего в её составе титана.
Пищевая и непищевая нержавейка, разница в составе сплавов
Для понимания чем отличается пищевая нержавейка от обычной непищевой необходимо выяснить, какие элементы влияют на коррозионостойкость нержавеющих металлов.
Самые дешевые технические ферритные или хромистые сплавы – магнитные и сходны по свойствам с низкоуглеродистой сталью, но обладают более высокой коррозионной стойкостью. Наиболее распространённые марки ферритной нержавейки имеют низкое содержание углерода, в среднем содержат 11-17% хрома. Эти марки устойчивым к коррозии при не продолжительном контакте со слабоагрессивными средами.
Хромистые российские марки стали и их зарубежные аналоги 08Х13 (AISI 409), 12х13 (AISI 410), 12Х17 (AISI 430) применяется в химической и тяжёлой промышленностях, а также при изготовлении отопительного оборудования. Данные стали характеризуются сочетанием высокой прочности и пластичности, отлично поддаются механической обработке — пластической деформации, штамповке.
Мартенситные марки нержавейки и их аналог по американской классификации – 20Х13, 30Х13, 40Х13 (AISI 420) плохо свариваются. Чаще всего из них изготавливают рессоры, измерительные и режущие инструменты.
Самыми распространенными на рынке металлопроката являются нержавеющие хромоникелевые стали. В зависимости от химического состава легирующих элементов они могут быть с аустенитной, аустенитно-ферритной и аустенитно-мартенситной структурой. Свойства этих нержавеющих металлов зависят от процентного содержания железа (Fe), хрома (Cr), никеля (Ni), молибдена (Mo) и титана (Ti) и других присадочных элементов. Несмотря на некоторые качественные различия все ниже перечисленные марки стали используются на пищевых и перерабатывающих предприятиях.