Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Obecnie najpowszechniejszą i wykorzystywaną do produkcji rur - ze stali nierdzewnej 12x18n10t, jest austenityczna stal nierdzewna zawierająca tytan. Stop chemiczny stali jest oznaczony jako GOST 563272 typu austenitycznego ze stali nierdzewnej.
Charakterystyka stali i rur 12x18n10t
Najlepszą obróbką cieplną tych stali jest utwardzanie 1050-1080 stopni przy użyciu wody, po przejściu hartowania właściwości mechaniczne charakteryzują się maksymalną elastycznością i wiązkością, zadowalającą twardością i wytrzymałością. Główne zalety rur ze stali nierdzewnej i 12x18n10t to:
- wysoka udarność;
- doskonała plastyczność.
Austenityczne metale nierdzewne są stosowane jako odporne na wysoką temperaturę podczas pracy w temperaturach do 600 ° C. Głównymi pierwiastkami stopowymi są CrNi. Stale jednofazowe są stabilne w strukturze jednorodnego austenitu z niewielką ilością węglików tytanu (aby zapobiec korozji między kryształami, stop ten otrzymuje się po hartowaniu w temperaturze 1050-10 ° C). Metale typu austenityczno-ferrytycznego i austenitycznego mają raczej niski próg wytrzymałości (710–860 MPa).
Odporna na korozję stal chromowo-niklowa o różnym stopniu utwardzenia jest stosowana, gdy jest to konieczne, w połączeniu z wysoką elastycznością i wytrzymałością metalu w umiarkowanych agresywnych warunkach (na przykład rury 12x18n10t są instalowane na nadwoziach samochodów osobowych, przenośnikach taśmowych, tarczach tnących do materiałów super twardych, membranach aparatu oddechowego i tak dalej).
Głównymi cechami konsumentów są względne wydłużenie i wytrzymałość stali, są regulowane z pewnym stopniem bliskości, a materiały odniesienia nie uwzględniają hartowności stali określonego stopu chemicznego i danych technologicznych wstępnego przetwarzania.
Rury 12X18H10T są zalecane do budowy produktów spawanych, do pracy w rozcieńczonych roztworach kwasu fosforowego, octowego, azotowego, roztworów soli i zasad oraz w innych miejscach pracujących pod ciśnieniem w temperaturze 197-600 ° C.
Wpływ pierwiastków stopowych na skład stali i rur 12Х18H10T
Stal 12X18H10T jest austenityczna. Po wstępnej obróbce cieplnej, która polega na hartowaniu przy 1050 ° C przy chłodzeniu wodą, metal otrzymuje strukturę roztworu. Ta stal nie toleruje żadnych przekształceń podczas ogrzewania w gorącym odkształceniu plastycznym i schładzania do -19696. Podczas długich ekspozycji w przedziale 440–640 ° C, węgliki chromu o składzie Cr23C6, powoduje to powstanie podatności metalu na korozję międzykrystaliczną przy krótkim czasie inkubacji w temperaturze 640 ° C i wynosi 7–9 godzin (testowano we wrzącym 60% kwasie azotowym, 3 cykle dwa dni).
Stopowanie chromu
Chrom, którego ilość w stali wynosi 18-20%, jest głównym elementem, który zapewnia zdolność metalu do pasywacji i zwiększa jego wysoką odporność na korozję.
Stopowanie niklu
Nikiel. Domieszkowanie tym metalem zwiększa obszar g i przy pewnej ilości (9-13%) prowadzi do przekształcenia stali o strukturze austenitycznej, to znaczy przekształca metal w grupę austenityczną, a to ma fundamentalne znaczenie, ponieważ pozwala połączyć doskonałą obrabialność metalu z unikalnym złożone właściwości operacyjne. Stale te mają następujące zalety:
spawać bez stref kruchości w pobliżu szwów. Wpływ niklu na odporność na korozję w stali tej klasy polega na tym, że ma on wysoką odporność na działanie kwasów i przekazuje tę właściwość metalowi;- doskonale walcowane w zimnych i gorących warunkach;
- wzrosły, w przeciwieństwie do metali ferrytycznych, odporność na korozję w wielu agresywnych substancjach, w tym kwasie siarkowym i niektórych innych kwasach.
Doping węglowy
Przy zawartości węgla 0, 10% metal ma absolutnie austenityczną strukturę w temperaturze ponad 900 ° C, co wynika ze zwiększonego austenitycznego efektu węgla. Udział stężeń niklu i chromu ma szczególny wpływ na normalizację austenitu podczas chłodzenia temperatury obróbki zestalonego roztworu.
Oprócz wpływu głównych elementów, konieczne jest również uwzględnienie obecności aluminium, tytanu i krzemu w stali, które przyczyniają się do wyglądu ferrytu.
Stop z tytanem
Wprowadzenie tytanu usuwa skłonność do korozji między kryształami, ponieważ jest to silny metal tworzący węgliki. Podczas krystalizacji wiąże węgiel z silnym węglikiem TiC, dlatego zapobiega powstawaniu węglików chromu i zmniejsza jego ilość w austenicie.
Stopowanie krzemu
Ilość krzemu nie przekracza 0, 8% . Odgazowuje stal, zwiększa gęstość wlewka. Krzem poprawia wytrzymałość stali, jednocześnie znacznie zwiększając krawędź plonu. Istnieje jednak pewien spadek elastyczności, który komplikuje walcowanie na zimno stali dla marki rur 12X18H10T.
Doping siarkowy
Siarka ma nieograniczoną rozpuszczalność w ciekłym metalu i ograniczoną rozpuszczalność w zestalonym metalu. Podczas krystalizacji metalu wzdłuż konturu ziaren powstają siarczki żelaza krzepnące na samym końcu. Żelazo i jego siarczki tworzą eutektykę o niskiej temperaturze topnienia, która w obecności tlenu topi się nawet w niższych temperaturach.
Międzygranularne warstwy fazy wzbogaconej w siarkę, podczas ogrzewania stali przed kuciem lub walcowaniem, miękną, a metal traci swoje właściwości, rozpoczyna niszczenie stali. Ilość siarki w stali nie powinna przekraczać 0, 02%.
Doping fosforowy
Fosfor niekorzystnie wpływa na właściwości mechaniczne stali. Podczas krystalizacji pojawia się najsilniejsza segregacja pierwotna. Kruche warstwy wzbogacone fosforem w przestrzeni międzykrystalicznej zmniejszają właściwości plastyczne stali, zwłaszcza w niskich temperaturach. Dopuszczalna ilość fosforu nie przekracza 0, 045%. W tym przypadku jest to bardzo ważne, ponieważ stal i rury 12X18H10T są stosowane w technologii kriogenicznej .
Każdy metal w stanie stałym i ciekłym zawiera pewną ilość tlenu, azotu i wodoru, które są szkodliwymi zanieczyszczeniami.
Ilość tlenu zależy od ilości węgla. Podczas krystalizacji w formach reakcja węgla z tlenem czasami nawet wzrasta. Co powoduje pojawienie się CO, metal okazuje się kruchy, z porami gazu, nie nadającymi się do eksploatacji. Wlewek dobrej jakości można uzyskać przez zmniejszenie ilości tlenu rozpuszczonego w metalu do 0, 03%.
Wodór jest dodawany do kąpieli metalowej z materiałami wsadowymi, przechodzi z atmosfery pieca, a zawartość wilgoci w środkach odtleniających, żelazostopach, środkach utleniających i materiałach żużlotwórczych ma decydujący wpływ. Podczas krystalizacji zmniejsza się rozpuszczalność wodoru, przekształca się go w ług macierzysty, tworząc wysoką segregację strefową w metalu. Uwolnienie wodoru dociera do wadliwych miejsc sieci i pustek stalowych, ulega molekularności. Podczas walcowania rur 12Х18H10T, duży stan naprężenia pojawia się w pobliżu mikrowęczy z powodu zwiększonego ciśnienia wodoru, co powoduje silny spadek elastyczności materiału. Prawdopodobnie wygląd pęknięć kłaczków. Ilość wodoru powinna być większa niż 0, 0004%.
Podczas krystalizacji, w nieobecności pierwiastków, które tworzą azotki w podwyższonych temperaturach (w tej stali występuje Ti), po pojawieniu się γ-Fe , azot powstaje z roztworu w postaci wtrąceń. To uwalnianie może trwać długo, powodując kruchość (starzenie) stali. Tym bardziej szkodliwe jest zmniejszenie właściwości rur metalowych i rur 12X18H10T, w których występuje dużo azotu, podczas pracy w niskich temperaturach.
Sposoby hartowania stali i rur 12X18H10T
Jedną z opcji hartowania stali i długich produktów rur 12Х18H10T jest obróbka cieplna w wysokiej temperaturze (HTMT). Możliwości zagęszczania przy użyciu HTMT były testowane w kombinowanym młynie półciągłym 360. Rury 12X18H10T (10 x 10 cm, 2, 6-5 m) ogrzewano w piecu metodowym do 1140-1210 ° C i utrzymywano w tej temperaturze przez kilka godzin.
Rura walcująca 12X18H10T została wykonana zgodnie ze standardową technologią; gotowe pręty o przekroju 35 mm wprowadzono do kąpieli hartowniczych wypełnionych bieżącą wodą, w których ochłodzono je poniżej 90 ° C. Walcowanie miało największą wytrzymałość, poddano HTMT podczas najniższych temperatur odkształcenia i przedziału czasu od zakończenia walcowania do hartowania.
Zatem w VTMO granica plastyczności metalu wzrosła o 50-65%, w przeciwieństwie do jego poziomu po prostej obróbce cieplnej i 1, 8-2, 3 razy, w przeciwieństwie do GOST-5949 75. Jednocześnie właściwości plastyczne nie zmniejszyły się znacząco i pozostały na akceptowalnym poziomie.
Stal 12X18H10T jest bardziej zagęszczona niż jej analog 08X18H10T, ale zmiękczenie pod wpływem wzrostu temperatury zwiększa się w większym stopniu w wyniku obniżenia odporności metalu na zmiękczenie o wysokiej zawartości węgla. Krótkoterminowe testy wysokotemperaturowe wykazały, że w wysokich temperaturach utrzymuje się wyższy stopień wytrzymałości termomechanicznie sprasowanych rur walcowanych 12X18H10T w temperaturze pokojowej.
Nierdzewne metale chromowo-niklowe i rury 12X18H10T są stosowane do spawania konstrukcji w urządzeniach kriogenicznych o temperaturze nie wyższej niż -268 ° C, do reakcji, wymiany ciepła i urządzeń pojemnościowych, w tym wysokociśnieniowych rur wodnych i kotłów parowych o temperaturze roboczej 600 ° C, do kolektorów wydechowych, mufli, elementy wyposażenia pieca. Maksymalna temperatura stosowania żaroodpornego walcowania rur tych stali w ciągu 10 000 godzin wynosi 800 ° C, temperatura początku aktywnego skalowania wynosi 850 ° C. Podczas pracy ciągłej metal jest odporny na utlenianie w atmosferze produktów spalania paliwa w temperaturach poniżej 900 ° C i w warunkach termicznych poniżej 800 ° C
Obszar zastosowania stali i rur 12x18n10t
Stal i rury 12x18n10t są używane do produkcji części, które są w stanie zachować swoje właściwości w temperaturach do 600 ° C. Te części są używane w jednostkach spawalniczych, naczyniach, które pracują z kwasem azotowym i innymi czynnikami utleniającymi, niektórymi rozpuszczalnikami organicznymi i kwasami, w warunkach atmosferycznych i tak dalej. Rury 12X18H10T są używane w:
Przemysł spożywczy;- W budownictwie;
- W dziedzinie petrochemicznej;
- W sprzęcie medycznym;
- W inżynierii mechanicznej;
- W branży motoryzacyjnej.
Rury ze stali nierdzewnej nie mają żadnej wady, oprócz prawdopodobnie nieco wyższej ceny, w przeciwieństwie do rur wykonanych ze szwami. Ale rura nierdzewna jest przede wszystkim niezawodnością i trwałością konstrukcji, w której jest używana, a także zwiększoną odpornością na negatywne wpływy i doskonałą odpornością na procesy korozyjne. Dla wszystkich tych produktów GOST z zakresu produktów do walcowania rur jest koniecznie tworzony i wszyscy producenci tych rur przylegają do niego.