Сталь 12Х18Н10Т

Марка:	12Х18Н10Т
Класс:	Сталь конструкционная криогенная
Дополнение:	Наржавеющий титаносодержащий материал аустенитного класса, имеющий низкую хладоломкость, хорошую вязкость и пластичность.
Заменитель:	Сталь 08Х18Г8Н2Т, сталь 10Х14Г14Н4Т, сталь 12Х17Г9АН4, сталь 08Х22Н6Т, сталь 08Х17Т, сталь 15Х25Т, сталь 12Х18Н9Т.
Применение:	Паро- и водонагреватели. Коллекторы выхлопных систем. 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.
Зарубежные аналоги:	Известны

Виды поставки материала 12Х18Н10Т

B03 - Поковки и кованые заготовки	ГОСТ 25054-81; ГОСТ 1133-71
В22 - Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 1133-71; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 2590-2006;
В23 - Листы и полосы	ГОСТ 103-2006; ГОСТ 19904-90; ГОСТ 19903-74;
В32 - Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 18907-73; ГОСТ 8560-78; ГОСТ 8559-75; ГОСТ 7417-75; ГОСТ 5949-75;
В33 - Листы и полосы	ГОСТ 10885-85; ГОСТ 51393-99; ГОСТ 7350-77; ГОСТ 5582-75; ГОСТ 4405-75;
Лист толстый коррозионностойкий	ГОСТ 7350-77
Лист тонкий коррозионностойкий	ГОСТ 5582-75
Лента холоднокатаная коррозионностойкая	ГОСТ 4986-79;
В62 - Трубы стальные и соединительные части к ним	ГОСТ 11068-81; ГОСТ 19277-73; ГОСТ 14162-79; ГОСТ 9941-81; ГОСТ 9940-81;
В73 - Проволока стальная легированная	ГОСТ 18143-72;
В76 - Сетка металлическая	ГОСТ 3187-76; ГОСТ 3306-88; ГОСТ 9074-85;

Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2879-2006. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73.   Проволока ГОСТ 18143-72. Поковки и кованные заготовки ГОСТ 25054-81, ГОСТ 1133-71 Трубы ГОСТ 9940-81, ГОСТ 9941-81, ГОСТ 14162-79.

Зарубежные аналоги марки стали 12Х18Н10Т

США	321, 321H, S32100, S32109
Германия	1.4541, 1.4878, X10CrNiTi18-10, X12CrNiTi18-9, X6CrNiTi18-10
Япония	SUS321
Франция	Z10CNT18-10, Z10CNT18-11, Z6CNT18-10, Z6CNT18-12
Англия	321S31, 321S51, 321S59, LW18, LW24, X6CrNiTi18-10
Италия	X6CrNiTi18-11, X6CrNiTi18-11KG, X6CrNiTi18-11KT
Испания	F.3523, X6CrNiTi18-10
Китай	0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Ti, 0Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni11Ti, H0Cr20Ni10Ti
Швеция	2337
Болгария	0Ch18N10T, Ch18N12T, Ch18N9T, X6CrNiTi18-10

Евросоюз 1.4541, 1.4878, X10CrNiTi18-10, X6CrNiTi18-10KT

Венгрия H5Ti, KO36Ti, KO37Ti, X6CrNiTi18-10
Польша 0H18N10T, 1H18N10T, 1H18N12T, 1H18N9T
Румыния 10TiNiCr180, 12TiNiCr180
Чехия 17246, 17247, 17248
Австрия X6CrNiTi18-10KKW, X6CrNiTi18-10S
Австралия 321
Юж.Корея STS321, STS321TKA, STSF321


Удельный вес: 7920 кг/м3
Термообработка: Закалка 1050 - 1100oC, вода
Температура ковки: начала 1200 °С, конца 850 °С. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе
Твердость материала: HB 10 -1 = 179 МПа
Свариваемость материала: без ограничений, способы сварки: РДС (электроды ЦТ-26), ЭШС и КТС. Рекомендуется последующая термообработка
Обрабатываемость резанием: в закаленном состоянии при HB 169 и σв=610 МПа, Кu тв. спл=0,85, Кu б. ст=0,35
Флокеночувствительность: не чувствительна
Жаростойкость: в воздухе при Т=650 °С 2-3 группа стойкости, при Т=750 °С 4-5 группа стойкости
Предел выносливости: σ-1=279 МПа, n=107


Механические свойства стали 12Х18Н10Т ( стар. Х18Н10Т )
ГОСТ Состояние поставки, режимы термообработки
Сечение, мм σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ %
ГОСТ 5949-75 Прутки. Закалка 1020-1100 °С, воздух, масло или вода. 60 196 510
40 55
ГОСТ 18907-73 Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность.
Прутки нагартованные.
-
До 5 -
-
590-830
930
20
- -
-
ГОСТ 7350-77
(Образцы поперечные)
ГОСТ 5582-75
(Образцы поперечные)
Листы горячекатанные и холоднокатанные:
- закалка 1000-1080 °С, вода или воздух.

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

- нагартованные

Св. 4
До 3,9

До 3,9

236

205

-

530

530

880-1080
38

40

10
-

-

-
ГОСТ 25054-81
Поковки. Закалка 1050-1100 °С, вода или воздух.
До 1000 196 510 35 40
ГОСТ 18143-72 Проволока термообработанная. 1,0-6,0 - 540-880 20 -
ГОСТ 9940-8
Трубы бесшовные горячедеформированные без термообработки
3,5-32 - 529 40 -


Механические свойства стали 12Х18Н10Т ( стар. Х18Н10Т ) при повышенных температурах
Температура испытаний, °С σ0,2 (МПа) σв(МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / см2)
Закалка 1050-1100 °С, охлаждение на воздухе
20
500
550
600
650
700
225-315
135-205
135-205
120-205
120-195
120-195
550-650
390-440
380-450
340-410
270-390
265-360
46-74
30-42
31-41
28-38
27-37
20-38
66-80
60-70
61-68
51-74
52-73
40-70
215-372
196-353
215-353
196-358
245-353
255-353


Механические свойства 12Х18Н10Т ( стар. Х18Н10Т ) при испытаниях на длительную прочность (ГОСТ 5949-75)
Температура испытания, °С
Предел ползучести, МПа
Скорость ползучести %/ч
Предел длительной прочности, МПа, не менее
Длительность испытания, ч
600
650 74
29-39 1/100000
147
78-98 10000


Ударная вязкость стали 12Х18Н10Т ( стар. Х18Н10Т ) KCU, (Дж/см2)
Т= +20 °С
Т= -40 °С Т= -75 °С Термообработка
286 303
319 Полоса 8х40 мм в состоянии покоя


Чуствительность стали 12Х18Н10Т ( стар. Х18Н10Т ) к охрупчиванию при старении
Время, ч
Температура, °С
KCU, Дж/см
Исходное состояние
5000
5000

600
650
274
186-206
176-196


Жаростойкость стали 12Х18Н10Т ( стар. Х18Н10Т )
Среда Температура, ºС
Группа стойкости
или балл
Воздух
650
750
2-3
4-5


Физические свойства стали 12Х18Н10Т ( старое название Х18Н10Т )
T (Град) E 10- 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м3) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 1.98 15 7920 725
100 1.94 16.6 16 462 792
200 1.89 17 18 496 861
300 1.81 17.2 19 517 920
400 1.74 17.5 21 538 976
500 1.66 17.9 23 550 1028
600 1.57 18.2 25 563 1075
700 1.47 18.6 27 575 1115
800 18.9 26 596
900 19.3

Физические свойства стали 12Х18Н10Т
T (Град)	E 10- 5 (МПа)	a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	1.98		15	7920		725
100	1.94	16.6	16		462	792
200	1.89	17	18		496	861
300	1.81	17.2	19		517	920
400	1.74	17.5	21		538	976
500	1.66	17.9	23		550	1028
600	1.57	18.2	25		563	1075
700	1.47	18.6	27		575	1115
800		18.9	26		596
900		19.3

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/м2) 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).