Нержавеющая сталь 12х18н10т

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.

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.

Принципы классификации стали

Можно выделить пять основных классификационных признаков, по которым производится разделение сталей:

1. химический состав;
2. назначение;
3. качество;
4. степень раскисления;
5. структура.

Рассмотрим подробнее каждый признак.

Классификация по химическому составу

По химическому составу сталь подразделяется на две группы:

1. углеродистые;
2. легированные.

Обе эти категории по содержанию углерода делятся на три подгруппы:

1. низкоуглеродистые (менее 0,3% углерода);
2. среднеуглеродистые (0,3−0,7% углерода);
3. высокоуглеродистые (свыше 0,7% углерода).

Легирование стали осуществляется с целью достижения тех или иных требуемых свойств стали путем введения в состав особых легирующих элементов. В качестве таких элементов часто применяют хром, никель, марганец, кремний, вольфрам, молибден, ванадий, титан и другие.

В зависимости от содержания легирующих добавок сами легированные стали подразделяются на три группы:

1. низколегированные (менее 5% легирующих элементов);
2. среднелегированные (5−10% легирующих элементов);
3. высоколегированные (более 10% легирующих элементов).

Классификация по назначению

По назначению сталь делят на три основных класса:

1. Конструкционные. Основная область применения — изготовление деталей разнообразных машин и механизмов, приборов, строительных конструкций.
2. Инструментальные. Применяются для инструментов различного назначения (режущего, мерительного, штамповочного). В зависимости от функций инструмента сталь обладает соответствующими характеристиками.
3. Специального назначения. К этой группе коррозионностойкие стали, жаростойкие и жаропрочные, а также электротехнические.

Классификация по качеству

Под качеством следует понимать комплекс свойств, определяемый самим процессом изготовления стали. Среди характеристик качества можно отметить технологичность стали, однородность химического состава и строения, а также механических свойств. На качество стали оказывает влияние содержание в составе газов (водорода, кислорода, азота) и вредных примесей (в их числе сера и фосфор).

По качеству сталь разделяют на следующие группы:

1. обыкновенного качества;
2. качественные;
3. высококачественные.

Классификация по степени раскисления

Раскисление — процесс удаления кислорода из стали в жидком состоянии.

По степени раскисления различают следующие группы:

1. спокойные (полностью раскисленные);
2. полуспокойные;
3. кипящие (слабо раскисленные).

Название подгрупп соответствует характеру протекания процесса затвердевания.

Классификация по структуре

В основе такой классификации лежит структура в отожженном и нормализованном состоянии, которая определяет особенности свойств стали.

В отожженном состоянии конструкционные стали делят на:

1. доэвтектоидные (имеют в структуре избыточный феррит);
2. эвтектоидные (структура состоит из перлита);
3. аустенитные;
4. ферритные.

После нормализации стали по структуре делятся на следующие классы:

1. перлитный;
2. мартенситный,
3. аустенитный,
4. ферритный.

Влияние каждой структуры на свойства сталей можно узнать из специализированной литературы.

ГОСТ и другие нормативные документы на сталь

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т изготавливается согласно требованиям ГОСТ:

• 1133-71 — методом ковки круглого и квадратного сечения;
• 18143-72 — проволока;
• 18907-73 — прутки;
• 25054-81 — поковки, поставляются в отожженном состоянии;
• 4986-79 — лента холоднокатаная;
• 9940-81 — трубы бесшовные горячекатаные;
• 9941-81 — трубы бесшовные катаные в холодном и теплом состоянии;
• 2879-2006 — шестигранник горячекатаный.

Кроме вышеперечисленных, используется еще ряд стандартов для изготовления профилей высокой точности, а также изделий и деталей из коррозионностойкой жаропрочной стали.

Технические характеристики

Основные характеристики стали 12Х18Н10Т:

Сварка осуществляется способами РДС, КТС, ЭШС, при этом специалисты рекомендуют проводить термическую обработку после окончания работ. У материала отсутствует флокеночувствительность.

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.

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.

Способы упрочнения стали и труб 12Х18Н10Т

Одним из вариантов упрочнения стали и сортового проката труб 12Х18Н10Т является высокотемпературная термическая обработка (ВТМО). Возможности уплотнения с помощью ВТМО тестировали на комбинированном полунепрерывном стане 360. Трубы 12Х18Н10Т (10х10 см, размером 2,6-5 м.) разогревали в методической печи до 1140-1210С и держали при этой температуре несколько часов.

Прокатку трубы 12Х18Н10Т делали по стандартной технологии; готовые прутья сечением 35 мм запускали в закалочные ванны, заполненные проточной водой, в которой они охлаждались ниже 90С. Самую большую прочность имел прокат, подвергался ВТМО во время наименьших температурах деформации и временном промежутке от завершения прокатки до закалки.

Таким образом, при ВТМО предел текучести металла повысился на 50-65%, в отличие с его уровнем после простой термообработки и в 1,8-2,3 раза в отличие от ГОСТ-5949 75. При этом пластические характеристики уменьшились не существенно и остались на допустимом уровне.

Сталь 12Х18Н10Т уплотняется больше, нежели ее аналог 08Х18Н10Т, но разупрочнение по степени повышения температуры увеличивается в большей степени в результате снижения стойкости металла против разупрочнения при высоком содержании углерода. Высокотемпературные кратковременные тестирования доказали, что более высокая степень прочности термомеханически уплотненного проката труб 12Х18Н10Т, при комнатной температуре, сохраняется и при высоких температурах.

Нержавеющие хромоникелевые металлы и трубы 12Х18Н10Т применяются для сварочных конструкций в криогенной технике с температурой не более -268С, для реакционного, теплообменного и емкостного оборудования, в том числе для водопроводов и паронагревателей повышенного давления с температурой работы до 600С, для коллекторов выхлопных систем, муфелей, элементов печной аппаратуры. Максимальная температура использования жаростойких трубопроката из этих сталей в протяжении 10000 часов составляет 800С, температура начала активного окалинообразования составляет 850С. При постоянной работе металл устойчив против окисления в атмосфере продуктов горения топлива при температурах меньше 900С и в условиях теплосмен менее 800С.

Область использования стали и труб 12х18н10т

Сталь и трубы 12х18н10т используются для производства деталей, которые способны сохранять свои свойства при температуре до 600С. Эти детали применяют в сварочных агрегатах, сосудах, которые работают с азотной кислотой и иными окислительными веществами, определенными органическими растворителями и кислотами, в атмосферных условиях и так далее. Трубы 12Х18Н10Т применяются в:

• Пищевой промышленности;
• В строительстве;
• В нефтехимической области;
• В медицинском оборудовании;
• В машиностроении;
• В автомобилестроении.

Трубы из нержавеющей стали не имеют ни одного недостатка, помимо, вероятно, немного более высокой цены, в отличие от труб, изготовленных со швами. Но нержавеющая труба это, в первую очередь, надежность и прочность конструкции, где она применяется, а также повышенная сопротивляемость отрицательным воздействиям и отличная стойкость к коррозионным процессам. Для всех этих изделий обязательно создан ГОСТ сортамента трубопроката, и его придерживаются все изготовители этих труб.

Сферы применения стали 12Х18Н10Т

Хром-никелевая нержавеющая сталь 12Х18Н10Т пользуется огромным спросом на рынке современного металлопроката. Благодаря своим уникальным качественным характеристикам сталь данной марки может использоваться в различных сферах промышленности и производства:

• пищевой промышленности;
• нефтяной промышленности;
• целлюлозно-бумажной промышленности;
• топливно-энергетическом секторе;
• химической промышленности;
• строительстве;
• машиностроении.

Технические характеристики

Основные характеристики стали 12Х18Н10Т:

Сварка осуществляется способами РДС, КТС, ЭШС, при этом специалисты рекомендуют проводить термическую обработку после окончания работ. У материала отсутствует флокеночувствительность.