Сталь 12Х18Н12Т (Х18Н12Т) маломагнитная, коррозионностойкая, аустенитного класса
Заменители: Сталь 12Х18Н9, Сталь 12Х18Н9Т, Сталь 12Х18Н10Т, Сталь 08Х18Н10Т
Сталь 12Х18Н12Т применяется: для изготовления различных деталей, работающих при температуре от -196 °C до +600 °С в агрессивных средах; трубной заготовки, предназначенной для изготовления бесшовных холоднодеформированных, теплодеформированных, горячедеформированных, в том числе горячепрессованных, и горячепрессованных редуцированных труб, предназначенных для паровых котлов и трубопроводов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара; сварной аппаратуры, работающей в средах повышенной агрессивности (растворах азотной, уксусной кислот, растворах щелочей и солей); конструкций свариваемых точечной сваркой; соединений оборудования, работающего в радиоактивных средах и контактирующего с агрессивной средой; конструкций корпусов кораблей, судов, изделий судовой техники и верфей (трубопроводов, арматуры, обтекателей различной аппаратуры). Магнитная проницаемость μ ≤ 1,01 гс/э. Сталь обычно не содержит α-фазы. При неблагоприятном соотношении легирующих элементов и углерода магнитная проницаемость может быть до 1,50 гс/э. Термическая обработка - аустенизация или стабилизация, горячая обработка давлением и гибка при температурах, праменяемых для горячей деформации не изменяют магнитную проницаемость, а наклеп выше 5-10% при комнатной или пониженных температурах заметно повышает ее. Сталь 12Х18Н12Т имеет более низкое содержание ферритной фазы чем сталь марки 12Х18Н10Т. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации в течение длительного времени +800 °C, в течение весьма длительного времени +600 °C. Температура интенсивного окалинообразования в воздушной среде +850 °C. Сталь имеет низкие антифрикционные свойства и склонна к образованию задиров, поэтому обычно не применяется в парах трения. Для улучшения антифрикционных свойств производится азотирование по специальным режимам с применением хлористого аммония для удаления окисной пленки.
Химический состав в % |
НТД | C | S | P | Mn | Cr | W | V | Si | Ni | Mo | Fe | Cu |
ТУ 14-1-1529-2003 | ≤0,12 | ≤0,020 | ≤0,035 | 1,00-2,00 | 17,00-19,00 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,80 | 11,00-13,00 | ≤0,50 | Ост. | ≤0,30 |
ТУ 14-3Р-55-2001 | ≤0,12 | ≤0,015 | ≤0,030 | 1,00-2,00 | 17,00-19,00 | - | - | ≤0,80 | 11,00-13,00 | - | - | ≤0,30 |
РД 9257-76 | ≤0,12 | ≤0,020 | ≤0,035 | ≤2,00 | 17,00-19,00 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,80 | 11,00-13,00 | ≤0,50 | Ост. | ≤0,40 |
ТУ 14-158-137-2003 | ≤0,12 | ≤0,020 | ≤0,035 | ≤2,00 | 17,00-19,00 | - | - | ≤0,80 | 11,00-13,00 | - | - | - |
ГОСТ 5632-72 | ≤0,12 | ≤0,020 | ≤0,035 | ≤2,00 | 17,00-19,00 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,80 | 11,00-13,00 | ≤0,50 | - | ≤0,40 |
ТУ 14-3-460-2003 | ≤0,12 | ≤0,025 | ≤0,035 | 1,00-2,00 | 17,00-19,00 | ≤0,20 | ≤0,20 | ≤0,80 | 11,00-13,00 | ≤0,50 | - | ≤0,30 |
По ТУ 14-1-1529-2003 массовая доля остаточных элементов: вольфрама, ванадия, молибдена должна соответствовать требованиям ГОСТ 5632. Для стали 12Х18Н12Т-Ш содержание серы должно быть ≤ 0,15 % содеражание фосфора ≤ 0,30 %.
По ТУ 14-3-460-2003 содержание Ti % = 5·(С-0,2) % - 0,7 %. Массовая доля остаточных элементов: вольфрама, ванадия, молибдена должна соответствовать требованиям ГОСТ 5632.
По ТУ 14-158-137-2003 содержание Ti % = 5С % - 0,7 %. Допускается введение церия и других РЗМ по расчету на 0,2-0,3 %, которые химическим анализом не определяются.
По ТУ 14-3Р-55-2001 допускается технологическая добавка редкоземельных элементов для улучшения качества металла. Содержание остаточных элементов - по ГОСТ 5632. Содержание Ti% = 5·(С-0,02) % - 0,7 %.
Механические свойства |
Механические свойства при 20°С |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Заготовки (поковки и штамповки) по ОСТ 95-29-72 в состоянии поставки: Аустенизация при 1020-1100 °C, охлаждение в воде или на воздухе | ||||||||||||||||
Образец | 20 | ≥196 | ≥540 | ≥40 | ||||||||||||
Образец | 350 | ≥176 | ≥352 | |||||||||||||
Листовой горячекатаный (4,0-50,0 мм) и холоднокатаный (4,0-5,0 мм) прокат по ГОСТ 7350-77. Закалка в воду или на воздухе с 1030-1080 °C | ||||||||||||||||
≥235 | ≥530 | ≥38 | ||||||||||||||
Листовой прокат. Закалка в воду или на воздухе с 1050-1080 °C | ||||||||||||||||
0,8-3,9 | ≥540 | ≥35 | ||||||||||||||
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по ГОСТ 5949-75. Закалка на воздухе, в масло или в воду с 1020-1100 °C | ||||||||||||||||
Образец | ≥196 | ≥540 | ≥40 | ≥55 | ||||||||||||
Сортовой прокат горячекатаный и кованый по СТП 26.260.484-2004. Закалка в воду или на воздухе с 1000-1080 °C | ||||||||||||||||
Образец | ≥180 | ≥500 | ≥40 | ≥55 | ||||||||||||
Трубки малых размеров (капиллярные) термообработанные или нагартованные в состоянии поставки по ГОСТ 14162-79 | ||||||||||||||||
Образец | ≥510 | ≥26 | ||||||||||||||
Трубная заготовка + Трубы горячедеформированные (Dн=57-465 мм) по ТУ 14-3-460-2003. Аустенизация с 1000-1200 °С, охлаждение на воздухе или в воде (образец продольный) | ||||||||||||||||
Образец | ≥215 | 530-690 | ≥35 | ≥55 | ≤200 | |||||||||||
Трубы бесшовные горячедеформированные в состоянии поставки по ГОСТ 9940-81 | ||||||||||||||||
Образец | ≥529 | ≥40 | ||||||||||||||
Трубы бесшовные для паровых котлов и трубопроводов по ТУ 14-3Р-55-2001. Аустенизация при 1100-1200 °С, охлаждение на воздухе или в воде | ||||||||||||||||
Продольный образец | 216-392 | 539-686 | ≥35 | ≥55 | ≤190 | |||||||||||
Трубы горячекатананые бесшовные. Без термообработки (указана толщина стенки, образец продольный) | ||||||||||||||||
3,5-32,0 | 210-220 | 529-540 | ≥40 | ≥55 | ||||||||||||
Трубы холодно- и теплодеформированные бесшовные, холодно-и теплодеформированные улучшенного качества. Закалка в воду или на воздухе с 1030-1080 °C (указана толщина стенки, образец продольный) | ||||||||||||||||
0,2-32,0 | ≥549 | ≥35 |
Механические свойства при повышенных температурах |
Состояние поставки | Сечение
(мм)
| t испыт.
(°C)
| t отпуска
(°C)
| sТ | s0,2
(МПа)
| sB
(МПа)
| d5
(%)
| d4 | d | d10 | y
(%)
| KCU
(кДж/м2)
| HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Сортовой прокат. Закалка на воздухе с 1050-1100 °С | ||||||||||||||||
20 | 225-315 | 550-640 | 46-74 | 66-80 | 215-372 | |||||||||||
500 | 140-205 | 390-440 | 30-42 | 60-70 | 196-353 | |||||||||||
550 | 140-205 | 380-450 | 31-41 | 61-68 | 215-353 | |||||||||||
600 | 120-205 | 340-410 | 28-38 | 51-74 | 196-353 | |||||||||||
650 | 120-195 | 270-390 | 27-37 | 52-73 | 245-353 | |||||||||||
700 | 120-195 | 265-350 | 20-38 | 40-70 | 255-353 |
Механические свойства при испытании на длительную прочность |
Предел ползучести, МПа | Скорость позучести, %/ч | Температура испытания, °C | Предел длительной прочности, МПа | Длительность испытания, ч | Температура отпуска, °C |
---|---|---|---|---|---|
74-78 | 1/100000 | 600 | 132-167 | 10000 | 600 |
53-71 | 10000 | 700 | |||
98-127 | 100000 | 600 | |||
34-44 | 100000 | 700 | |||
550 | 147 | 100000 | |||
550 | 135 | 200000 | |||
600 | 108 | 100000 | |||
600 | 97 | 200000 | |||
650 | 69 | 100000 | |||
650 | 61 | 200000 | |||
700 | 29 | 100000 |
Технологические свойства |
Обрабатываемость резаньем | Имеет удовлетворительную обрабатываемость резанием. В закаленном состоянии при НВ 170 и sВ=470 МПа Kn тв.спл.=0,85 Kn б.ст.=0,35. |
Особенности термической обработки | В зависимости от назначения, условий работы, агрессивности среды изделия подвергают: а) закалке (аустенизации); б) стабилизирующему отжигу; в) отжигу для снятия напряжений; г) ступенчатой обработке. Изделия закаливают для того, чтобы: а) предотвратить склонность к межкристаллитной коррозии (изделия работают при температуре до 350 °С); б) повысить стойкость против общей коррозии; в) устранить выявленную склонность к межкристаллитной коррозии; г) предотвратить склонность к ножевой коррозии (изделия сварные работают в растворах азотной кислоты); д) устранить остаточные напряжения (изделия простой конфигурации); е) повысить пластичность материала. Закалку изделий необходимо проводить по режиму: нагрев до 1050-1100 °С, детали с толщиной материала до 10 мм охлаждать на воздухе, свыше 10 мм - в воде. Сварные изделия сложной конфигурации во избежание поводок следует охлаждать на воздухе. Время выдержки при нагреве под закалку для изделий с толщиной стенки до 10 мм - 30 мин, свыше 10 мм - 20 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины. При закалке изделий, предназначенных для работы в азотной кислоте, температуру нагрева под закалку необходимо держать на верхнем пределе (выдержка при этом сварных изделий должна быть не менее 1 ч). Стабилизирующий отжиг применяется для: а) предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии (изделия работают при температуре свыше 350 °С); б) снятия внутренних напряжений; в) ликвидации обнаруженной склонности к межкристаллитной коррозии, если по каким-либо причинам закалка нецелесообразна. Стабилизирующий отжиг допустим для изделий и сварных соединений из сталей, у которых отношение титана к углероду более 5 или ниобия к углероду более 8. Стабилизирующему отжигу для предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии изделий, работающих при температуре более 350 °С, можно подвергать сталь, содержащую не более 0,08 % углерода. Стабилизирующий отжиг следует проводить по режиму: нагрев до 870-900 °С, выдержка 2-3 ч, охлаждение - на воздухе. При термической обработке крупногабаритных сварных изделий разрешается проводить местный стабилизирующий отжиг замыкающих швов по тому же режиму, при этом все свариваемые элементы должны быть подвергнуты стабилизирующему отжигу до сварки. При проведении местного стабилизирующего отжига необходимо обеспечить одновременно равномерные нагрев и охлаждение по всей длине сварного шва и прилегающих к нему зон основного металла на ширину, равную двум-трем ширинам шва, но не более 200 мм. Ручной способ нагрева недопустим. Для более полного снятия остаточных напряжений отжиг изделий из стабилизированных хромоникелевых сталей проводят по режиму: нагрев до 870-900 °С; выдержка 2-3 ч, охлаждение с печью до 300 °С (скорость охлаждения 50-100 °С/ч), далее на воздухе. Отжиг проводят для изделий и сварных соединений из стали, у которой отношение титана к углероду более 5 или ниобия к углероду более 8. Ступенчатая обработка проводится для: а) снятия остаточных напряжений и предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии; б) для предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии сварных соединений сложной конфигурации с резкими переходами по толщине; в) изделия со склонностью к межкристаллитной коррозии, устранить которую другим способом (закалкой или стабилизирующим отжигом) нецелесообразно. Ступенчатую обработку необходимо проводить по режиму: нагрев до 1050-1100 °С; время выдержки при нагреве под закалку для изделий с толщиной стенки до 10 мм - 30 мин, свыше 10 мм - 20 мин + 1 мин на 1 мм максимальной толщины; охлаждение с максимально возможной скоростью до 870-900°С; выдержка при 870-900 °С в течение 2-3 ч; охлаждение с печью до 300 °С (скорость - 50-100 °С/ч), далее на воздухе. Для ускорения процесса ступенчатую обработку рекомендуется проводить в двухкамерных или в двух печах, нагретых до различной температуры. При переносе из одной печи в другую температура изделий не должна быть ниже 900 °С. Ступенчатую обработку разрешается проводить для изделий и сварных соединений из стали, у которой отношение титана к углероду более 5 или ниобия к углероду более 8. |
Свариваемость | Удовлетворительно свариваемая. Способы сварки: РДС электродами ЦТ-15-1 для корневого шва, ЦТ-15 для последующих слоев. ЦТ-26 для тех случаев, когда нет требований к стойкости против МКК, КТС и ЭШС. Рекомендуется последующая термообработка. Для соединений оборудования АЭС рекомендуется автоматическая дуговая сварка под флюсом. |
Температура ковки | Начала - 1200 °C, конца - 850 °C. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. |
Температура критических точек |
Критическая точка | Температура °C |
---|---|
AC1 | |
AC3 | |
AR3 | |
AR1 | |
MN |
Предел выносливости |
Термообработка, состояние стали | s-1
(МПа)
| t-1
(МПа)
| n | sB
(МПа)
| s0,2
(МПа)
|
---|---|---|---|---|---|
Образцы гладкие. | 270 | 1Е+7 | 630 | ||
Образцы с кольцевым надрезом с R = 0,2 мм, углом 60° и высотой надреза 1,75 мм. | 113 | 1Е+7 |
Физические свойства |
Температура испытания, °С | 0 | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа) | 210 | 205 | 198 | 193 | 186 | 177 | 170 | 157 | 147 | |||||
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа) | 77 | |||||||||||||
Плотность (r, кг/м3) | 7950 | 7900 | 7870 | 7830 | 7780 | 7740 | 7700 | 7850 | 7610 | 7560 | 7510 | |||
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С)) | 15 | 15,1 | 16,33 | 17,58 | 18,84 | 21,35 | 23,03 | 24,70 | 26,80 | 28,00 | 29,1 | 30,8 | 32,3 | 34,1 |
Уд. электросопротивление (R, НОм · м) | 725 | 761 | 792 | 861 | 920 | 976 | 1028 | 1075 | 1117 | 1155 | 1210 | 1245 | 1275 | 1315 |
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 16,6 | 17 | 17,2 | 17,5 | 17,9 | 18,2 | 18,6 | 18,9 | 18,9 | 19,3 | ||||
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 460 | 482 | 507 | 525 | 545 | 563 | 579 | 590 | 603 | 616 | 625 | 637 |
Чувствительность к охрупчиванию |
Время, ч | Температура, °C | KCU, Дж/см2 |
---|---|---|
0 | 294 | |
10000 | 600 | 206 |
10000 | 650 | 216-225 |
10000 | 700 | 206-235 |
3000 | 750 | 225 |
Обозначения |
Механические свойства:
|