Нержавеющая сталь 08Х 18Н 10Т: характеристики, приминение, аналоги

История открытия

Сегодня сложно представить мир без многочисленных изобретений. Многие из них были сделаны случайно. Так появилась и нержавеющая сталь. Первое историческое упоминание об этом металле можно найти в записях Гарри Брайрли. Этот металлург-исследователь в 1912 году взял заказ у одной из оружейных компаний на поиск эффективного способа продления срока службы ружейных стволов.

К работе практик приступил в привычном для себя стиле — он начал смешивать разные компоненты. Готовые сплавы мужчина проверял на жаропрочность, стойкость. Если показатели были низкие, заготовки отправлялись на свалку. Одна из деталей выделялась среди всех своим блеском. После детального изучения анализа, ученые выяснили, что сплав состоит из нескольких элементов:

  • железа — 85,3%;
  • хрома — 12,8%;
  • марганца — 0,44%;
  • углерода — 0,24%;
  • кремния — 0,2%.

Далеко не все исследователи отдают пальму первенства в открытии нержавеющей стаи Гарри Брайрли. Некоторые считают, что нержавейку открыл Пьер Бертье — французский горный инженер. Он обнаружил, что определенные соединения железа и хрома, которые можно найти в природе, выделяются высоким показателем кислотоустойчивости. Он первым предложил изготавливать из них посуду, столовые приборы.

Технология получения

При обработке деталей важно получить нужные механические свойства. Их комбинацию получают благодаря двум составляющим:

  • химическому составу;
  • термической и/или механической обработки — сталь 08Х18Н10Т не исключение.

Нержавейка обладает особенностями, которые совмещают в себе пластичность, позволяющую раскатывать металл толщиной менее 1 мм и прочностью, которой достаточно для изготовления ответственных инженерных коммуникаций, деталей, работающих под высоким давлением в сильно агрессивных средах.

Расшифровка марок

Маркировка легированных сталей состоит из букв и цифр. В начале ставится двузначное число, которое характеризует количество углерода в сотых долях %. Далее следуют буквы русского алфавита, обозначающие определенный элемент:

  • Х – хром;
  • Н – никель,
  • Т – титан;
  • В – вольфрам;
  • Г – марганец;
  • М – молибден;
  • Д – медь.

После буквенного обозначения легирующего элемента в расшифровке идет число, обозначающее его содержание в нержавеющей стали, округленное до целого процента. Если такой цифры нет, то добавка в сплаве находится в пределах – 1-1,5 %.

Класс прочности нержавеющей стали А2, А4

К примеру, обозначение на головке: А2-70, А4-70

ГруппаМарка сталиДиаметры, в ммКл.прочностиПрочность на разрыв, Н/мм2Предельн. текучесть Н/мм2Удлинение при разрыве, в мм

Аустенитная А2, А4 до М39 вкл. 50 500 210 0.6d
Аустенитная А2, А4 до М24 вкл. 70 700 450 0.4d
Аустенитная А2, А4 до 24 вкл. 80 800 600 0.3d

Виды нержавеющей стали и ее классификация

Все многообразие антикоррозийных типов стали разделено на 5 больших групп. Основанием для такого деления служит микроструктура материала. Из них чаще всего встречаются представители 3 следующих групп:

  1. Мартенситную сталь отличают по букве «С» в маркировке. Свои свойства она приобретает не только благодаря составу, но и в результате закалки и отпуска. Применима в производстве столовых приборов, режущего инструмента. Слегка намагничивается, имеет повышенную твердость.
  2. Ферритный сплав мягче мартенситного. Также наделен магнитными свойствами. В его обозначении присутствует литера «F».
  3. Аустенитная сталь, содержащая в своем составе 15-20% Cr и 5-15% Ni не намагничивается, обладает высочайшей стойкостью к коррозии. Обозначается буквой «А». Марки стали из этой группы наиболее распространены в промышленном производстве, а также при изготовлении метизов и крепежных устройств.

В свою очередь аустенитные сплавы делят на 5 классов, дополнительно обозначающихся цифровым значением:

  • А1 – наименее стойка к коррозии из-за содержащейся в химическом составе серы. Используется для изготовления деталей к механическим и подвижным узлам.
  • А2 – сталь, устойчивая к воздействию влаги, но не годится для работы в средах, содержащих кислоты, щелочи, хлор и соли. Безвредна в экологическом плане, не намагничивается, не подлежит закаливанию. Отлично подходит для изготовления всех видов крепежа, предназначенного к эксплуатации в неагрессивных условиях.
  • А3 – по свойствам схожа со сталью класса А2. Однако этот металл лучше сопротивляется коррозии в высокотемпературной среде, благодаря стабилизации сплава ниобием, титаном либо танталом.
  • А4 – отличается от стали А2 наличием молибдена в количестве 2-3%. Эта небольшая добавка придает металлу высокую стойкость к кислотам, щелочам, солям. Может работать в условиях низких температур, до -60°С. Крепеж А4 предназначен для строительства мостов, прибрежных сооружений. Его используют в судостроении, на химических и нефтегазовых предприятиях.
  • А5 – сталь, стабилизированная титаном, благодаря чему хорошо сопротивляется коррозии при высоких температурах. Остальные технические характеристики аналогичны классу А4.
Это интересно:  Нержавеющая сталь магнитится или нет: как определить нержавеющую сталь

В разных странах крепеж производится по различным стандартам. В России это ГОСТы, в Германии – DIN, в США – AISI, в Европе – EN и международный ISO. Многие крепежные элементы, изготовленные по стандартам разных государств, считаются аналогами. Однако это не совсем правильно, так как небольшие отличия все-таки существуют, хотя бы из-за несоответствия систем измерения. Поэтому замену крепежа при сборке конструкций, отличающегося от указанного в чертежах, лучше доверить специалистам.

Виды коррозии нержавеющей стали

Несмотря на название, высоколегированная сталь при неправильной эксплуатации и некачественном уходе все-таки подвержена коррозии. Для нержавеющей стали возможны такие виды повреждений от воздействия окружающей среды:

  1. Коррозия щелевого вида образуется там, где элемент из нержавейки работает в паре с другим материалом. Между ними может просочиться агрессивное вещество, а доступ кислорода прекратится. Оксидная пленка при этом разрушается без восстановления, и металл начинает ржаветь.
  2. Точечная коррозия, которой подвержены изделия из нержавейки с матовой поверхностью. Начинается повреждение с микроскопических царапин или трещинок. «Вылечить» такую коррозию можно качественной шлифовкой и полировкой.
  3. Контактная коррозия образуется при совмещении высоколегированных деталей с элементами из низкоуглеродистой стали.

В сварных швах коррозия может быть вызвана в результате перегрева или некачественной обработки стыка.

Механические свойства сплава

Сортамент Размер Напр. sT d5 y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Трубы холоднодеформир., ГОСТ 9941-81 549 37
Трубы, ГОСТ 10498-82 529 40
Трубы, ГОСТ 11068-81 530 216 37
Трубы горячедеформир., ГОСТ 9940-81 510 40
Пруток, ГОСТ 5949-75 Ø 60 490 196 40 55 Закалка 1020 — 1100oC,Охлаждение воздух,
Пруток нагартован., ГОСТ 18907-73 880-930
Проволока отожжен. Ø 8 1400-1600 20
Поковки, ГОСТ 25054-81 490 196 35-38 40-52
Лист толстый, ГОСТ 7350-77 510 205 43 Закалка 1030 — 1080oC,Охлаждение воздух,
Лист тонкий, ГОСТ 5582-75 530 205 40 Закалка 1050 — 1080oC,Охлаждение вода,

Химический состав

Сталь — это сплав углерода и железа, в котором атомы железа располагаются в кристаллической решетке, а остальные элементы, в зависимости от размера и характера поведения изменяют ее. По концентрации углерода, сталь 08Х18Н10Т представляет собой углеродистый сильнолегированный сплав. Где основными легирующими элементами является хром, никель и титан.

Основное правило металловедения, на котором основаны изменения прочности, гласит: «Искажение структурной решетки увеличивает прочность». Так атом углерода, имеющий размер намного меньший чем атом железа, внедряясь в кристаллическую решетку ее искажает, придавая прочность. Таким же образом слияние оказывают и другие элементы, которые могут замещать атомы железа и проявлять характерные для каждого из них свойства.

Хром является самым твердым металлом из всех существующих. В концентрации более 13 % он придает коррозионную стойкость. Как это происходит. Реагируя с атомом кислорода, хром создает оксидную пленку размером всего несколько атомов. Оксиды по размеру ненамного больше самого атома хрома (в отличие от оксидов железа, которые имеют 3-объем), поэтому создает плотную оболочку на самой поверхности, не допуская проникновения кислорода и других газов. Работает такая защита даже при нагревании. Если такую пленку поцарапать, то на ее месте тут же образуются новые оксиды. Этот процесс называется патентированием.

В сложных температурных условиях работы, где сталь испытывает постоянные температурные нагрузки, происходит образование карбидов хрома по границам зерен, что приводит к разрушению металла, т. е. межкристаллитной коррозии. Для исключения этого процесса в сплав присаживают никель, который является стабилизатором аустенита, сохраняя эту структуру при комнатной температуре (для сравнения: в обычных углеродистых сталях температура превращения аустенита в более устойчивые структуры 650-750 ºC).

Титан присаживается в сплав в количестве 0,6 % и способствует устойчивости 08Х18Н10Т в агрессивных средах.

Физические свойства стали 08х18н10т

Нержавейка 08х18н10т отличается хорошей свариваемостью. Рекомендуемые способы сварки – ручная дуговая сварка, аргонно-дуговая сварка в среде защитных газов вольфрамовым электродом, точечная сварка, ЭШС.

В незакаленном состоянии эта марка стали склонна к межкристаллитной коррозии. Рекомендованная максимальная температура, при которой возможно эксплуатировать сталь 08х18н10т без изменения механических свойств 800°С.

Сталь 08х18н10т хорошо полируется, в том числе до зеркального блеска.

Термическая обработка

Но мало получить сплав с заданным хим. составом, намного важнее получить нужные механические свойства сплава 08Х18Н10Т. Для получения устойчивой структуры и стабилизации аустенита в готовом изделии, сталь подвергают закалке при температуре 1020-1100ºC с последующим низкотемпературным отпуском.

Дополнительные преимущества 08Х18Н10Т

  1. Высокая пластичность, которая используется для изготовления тонкостенных деталей;
  2. Отличная свариваемость, которая не требует подогрева и последующего отпуска сварного шва;
  3. Высокая обрабатываемость фрезеровочным инструментом;
  4. Абсолютная инертность к пищевым продуктам;
  5. И конечно, цена, точнее соотношение цена и возможности — все это делает сталь 08Х18Н10Т доступной и распространенной в обиходе.
Это интересно:  Виды и особенности токарных станков по металлу

Назначение нержавеющих сталей

Коррозионностойкая сталь – сплав, устойчивый к появлению коррозии. Содержание хрома в химическом составе – 10,5-11%. Соединяясь с кислородом, компонент образует оксидную пленку. Получив небольшие механические повреждения, защитный барьер способен восстанавливаться.

Большая часть сплава состоит из железа. Добавка углерода до 1,2% обеспечивает прочность на растяжение. Чтобы получить другие полезные свойства, добавляют легирующие добавки: титан, фосфор, молибден, серу, никель, ниобий, кобальт. Одна из часто применяемых марок нержавейки – 12х18н10т.

К минусам нержавеющей стали относят высокую стоимость, плохую податливость к механической обработке. К плюсам – следующее:

  • стойкость к коррозионным поражениям;
  • высокая прочность, устойчивость к нагрузкам;
  • хорошая свариваемость;
  • срок эксплуатации – 20-50 лет;
  • сохранения свойств;
  • стойкость к агрессивным средам;
  • привлекательный вид – не нуждается в покраске.

Перечисленные характеристики обеспечивают использование нержавеющих сталей в самых разных областях. Из материала производят трубопроводную арматуру, столовые приборы, автомобили, самолеты, космические корабли, медицинские инструменты и др. Среди сфер применения:

  • машиностроение;
  • химическая, целлюлозно-бумажная, пищевая промышленность;
  • архитектура;
  • электроэнергетика;
  • авиастроение;
  • медицина и здравоохранение.

Детали трубопровода из нержавеющей стали

Детали трубопровода из нержавеющей стали

Основные преимущества сплава

Нержавейка марки 08Х18Н10Т изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 5632-72. Она обладает высокой пластичностью, позволяющей без труда производить тонкостенные детали. При сварке она не требует предварительного подогрева и последующего охлаждения сварного шва. Металл прекрасно обрабатывается на любом фрезеровочном оборудовании.

Из него можно изготавливать кастрюли, сковороды и другую посуду. А за счет доступной цены, стоимость такой посуды оказывается весьма демократичной.

Аналоги

В стандартах других стран эта марка может иметь следующую маркировку:

  • Америка – AISI 304; 321;
  • Япония — SUS321;
  • Германия — 1.4541;
  • Китай — 2337.

Российским аналогом являются два типа сплавов:

  • с добавлением молибдена — 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2 (без титана); 10Х17Н13М3Т (с увеличением молибдена до 3 %);
  • без Ti — 08Х18Н9 либо с содержанием никеля до 10;
  • более дешевый аналог, который имеет коррозионную стойку при нормальных температурах и слабоагрессивных средах — 12Х17.

Применение углеродистых сталей

На механические свойства углеродистых сталей влияет процентное содержание углерода. По этому показателю выделяют типы углеродистой стали:

  • низкоуглеродистую – содержание углерода до 0,25%;
  • среднеуглеродистую – 0,3-0,6%;
  • высокоуглеродистую – 0,6-2%.

Количество других элементов (марганца, магния, кремния и т.д.) в сплавах ограничено. Легирующие составляющие отсутствуют.

Главный недостаток материала – подверженность ржавлению при контакте с воздухом и влагой. При этом из углеродистой стали производят детали трубопроводов и запорную арматуру. Помимо этого, более мелкие изделия: гвозди, проволоку, винты, шестерни, маховые колеса, коленчатые валы, сверла, кузнечные инструменты и т.д.

Сферы применения сплавов регламентируют нормативные документы. Стали обыкновенного качества – ГОСТ 380-85; конструкционные – ГОСТ 380-88; инструментальные – ГОСТ`ы 1435-54 и 5952-51.

В производстве востребована марка ст. 20, высококачественная конструкционная. Ее используют в строительстве и машиностроении, при возведении трубопроводных систем.

Достоинства:

  • низкая цена;
  • хорошая свариваемость;
  • податливость холодной и горячей обработке;
  • устойчивость к высоким температурам.

Рулонная сталь

Рулонная сталь

Что лучше: углеродистая или нержавеющая сталь?

Нержавеющую сталь применяют:

  • в энергетике, химической промышленности при работе с агрессивными средами;
  • в медицине, авиастроении, где требуется долговечность и повышенная прочность инструментов;
  • в строительстве и других сферах, где важную роль играет вид деталей.

Углеродистая сталь необходима там:

  • где требуется много прочного материала – например, при строительстве трубопроводов;
  • где нет потребности в улучшенных свойствах металла – в частности, в производстве мелких деталей механизмов и инструментов.

Рассмотренные виды стали нельзя ставить в один ряд. Материалы подбирают, отталкиваясь от бюджета проекта и области применения.

В чем состоит уникальность нержавеющих сталей

Нержавеющая сталь была запатентована в Англии в 1913 году. Автором данного изобретения, которое, без преувеличения, стало важнейшим этапом развития не только сталелитейной, но и других отраслей промышленности, является металлург Гарри Бреарли.

Наделить обычные стальные сплавы уникальными характеристиками и получить из них коррозионностойкие стали позволило добавление в их химический состав такого элемента, как хром.

Именно хром, которого в составе нержавеющих стальных сплавов должно быть не менее 10,5%, обеспечивает данным материалам такие характеристики, как:

  • исключительно высокая устойчивость к коррозии;
  • очень высокая прочность;
  • хорошая свариваемость;
  • простота обработки методами холодной деформации;
  • длительный эксплуатационный срок без потери первоначальных характеристик;
  • эстетически привлекательный внешний вид изделий, изготовленных из сплавов данной категории.

Влияние легирующих элементов на свойства сталей

Влияние легирующих элементов на свойства сталей

Нержавеющие стали в обязательном порядке содержат в своем химическом составе хром и железо. Эти элементы дополняют друг друга, что и обеспечивает данным материалам такие уникальные характеристики. В частности, хром, соединяясь с кислородом, создает на поверхности нержавеющего сплава оксидную пленку, которая и становится надежным препятствием для коррозионных процессов.

Для того чтобы наделить нержавеющую сталь дополнительными характеристиками и значительно улучшить уже имеющиеся свойства, в ее химический состав вводят легирующие добавки – никель, титан, молибден, ниобий, кобальт и др. Такое легирование позволяет создавать различные виды стальных сплавов нержавеющей категории, отличающиеся друг от друга своими характеристиками и, соответственно, назначением.

Это интересно:  Дюймовые резьбы - размеры, таблица, ГОСТ с диаметрами и шагом, обозначения в мм

Мы уже так привыкли к коррозиооностойкой стали, что даже не замечаем, насколько наша жизнь стала комфортнее из-за присутствия в ней нержавейки

Мы уже так привыкли к коррозиооностойкой стали, что даже не замечаем, насколько наша жизнь стала комфортнее из-за присутствия в ней нержавейки

Нержавеющая сталь содержит в своем химическом составе углерод, который придает ей высокую твердость и прочность. Следует отметить, что данный химический элемент является обязательным компонентом любого стального сплава и оказывает серьезное влияние на его свойства.

Уникальные характеристики, которыми отличается нержавеющая сталь, позволяют успешно использовать данный металл в самых различных сферах, связанных с эксплуатацией изделий и оборудования в условиях повышенной влажности и постоянного воздействия на них агрессивных сред. Активно используются нержавеющие стали для производства изделий как промышленного, так и бытового назначения. В частности, именно из этого металла чаще всего делают столовые приборы и ножи, изготавливают элементы коммуникаций и ограждающих конструкций, детали оборудования и др.

Наиболее популярные марки и сферы их применения

Чтобы правильно подобрать нержавеющую сталь для изготовления продукции определенного назначения, можно воспользоваться специальными справочниками, в которых перечислены как все марки такого материала, так их основные характеристики. Между тем в каждой из таких групп есть наиболее популярные марки, которые чаще всего и выбирает потребитель. Перечислим их.

  • 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т – стали, которые отличаются хорошей свариваемостью и отличной устойчивостью к коррозии. Благодаря таким свойствам нержавеющие стальные сплавы данных марок успешно используют для производства изделий, которые в процессе своей эксплуатации постоянно подвергаются воздействию высокой температуры и агрессивных сред. Свойства сталей данных марок формируются за счет наличия в их химическом составе следующих элементов: хрома (16–18%), молибдена (2–3%), никеля (12–14%), углерода (0,1%), кремния (0,8%), меди (0,3%), серы (0,02%), фосфора (0,035%), марганца (2%), титана (0,7%). Если существует необходимость в выборе нержавеющих сталей данных марок, то следует иметь в виду, что на отечественном рынке можно приобрести и их зарубежные аналоги, а именно: SUS316Ti (Япония), 316Ti (США), OCr18Ni12Mo2Ti (Китай), Z6CNDN17-12 (Франция).
  • 08Х18Н9 и 08Х18Н10 – нержавеющие стальные сплавы, из которых делают трубы как круглого, так и любого другого сечения. Используют эти материалы для производства различных конструкций, эксплуатируемых в машиностроительной и химической промышленности, а также для производства элементов трубопроводов и печных устройств. В химическом составе сталей данных марок содержатся следующие элементы: хром (17–19%), углерод (0,8%), титан (0,5%), никель (8–10%).
  • 10Х23Н18 – сталь этой марки характеризуется высоким содержанием никеля (17–20%) и хрома (22–25%), а также марганца (2%) и кремния (1%) в своем составе. Такое сочетание элементов наделяет сплав требуемыми характеристиками и формирует повышенную склонность к отпускной хрупкости. Следует отметить, что сплав данной марки относится к нержавеющим сталям жаропрочной категории.
  • 08Х18Н10Т – нержавеющий сплав данной марки отличается высокой устойчивостью к процессам окисления, а также хорошей свариваемостью, причем для получения качественного соединения по данной технологии изделия можно не подвергать предварительному нагреву, а также не выполнять их термическую обработку после сварки. Чтобы улучшить прочностные характеристики изделий, изготовленных из такой стали, их необходимо подвергнуть закалке, что оговорено в соответствующем нормативном документе.
  • 06ХН28МДТ – сплав данной марки оптимально подходит для создания сварных конструкций, которые будут в дальнейшем эксплуатироваться в агрессивных средах. В химическом составе этой стали содержатся следующие элементы: хром (22–25%), никель (26–29%), медь (2,5–3,5%).
  • 12Х18Н10Т – изделия, изготовленные из стали данной марки, преимущественно используются для оснащения предприятий химической, целлюлозно-бумажной, строительной, пищевой и топливной отраслей. Этот металл отличается термической стойкостью, хорошей ударной вязкостью и практичностью использования.
  • 12Х13, 20Х13, 30Х13 и 40Х13 – нержавеющие стальные сплавы данных марок практически не поддаются свариванию, но есть у них и положительные свойства. Последние заключаются в том, что эти стали не имеют склонности к отпускной хрупкости, а их внутренняя структура не поражается дефектами, которые на профессиональном языке называются флокенами. Из нержавеющих сталей данных марок изготавливают режущий и измерительный инструмент, а также рессоры и пружины различного назначения.
  • 08Х13, 08Х17, 08Х18Т1 – это нержавеющие стальные сплавы ферритной группы, из которых производят изделия, не испытывающие в процессе своей эксплуатации ударные нагрузки, а также воздействие низких температур.

Виды поверхностей нержавеющей стали

Виды поверхностей нержавеющей стали

Особенности ухода

Особых правил по уходу за нержавейкой придерживаться не нужно. Загрязнения можно протирать влажной тряпкой с моющими средствами. Важно не использовать жесткие щетки, чтобы сохранить целостность поверхностей.

Нержавеющая сталь применяется в разных сферах деятельности. Для получения сплавов с измененным свойствами они насыщаются легирующими добавками. Металл может применяться в нестандартных областях.

Источники
  • https://metalloy.ru/metally/nerzhaveyka
  • https://prompriem.ru/stati/stal-08x18n10t.html
  • https://www.navigator-beton.ru/articles/marki-nerzhaveyushhej-stali.html
  • https://svm24.ru/articles/oboznacheniya_marok_nerzhaveyushchikh_staley/
  • https://traiv-komplekt.ru/articles/vidy-nerzhaveyushchey-stali-i-ee-primenenie-v-proizvodstve-krepezha/
  • https://ScrapTraffic.com/splav/08x18n10t/
  • https://intehstroy-spb.ru/spravochnik/nerzhaveyuschaya-stal-marki-08h18n10t.html
  • https://www.chelarm.ru/articles/chem-otlichaetsya-uglerodistaya-stal-ot-nerzhaveyushchey/
  • https://svarkaipayka.ru/material/stal/tehnicheskie-harakteristiki-stali-08h18n10t.html
  • http://met-all.org/metalloprokat/nerzhaveyushhij/nerzhaveyushhaya-stal-sostav-vidy-svojstva-korrozionnostojkaya.html

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector