Стали марок 12Х18Н9Т и 12Х18Н9ТЛ

Сталь 12Х18Н9Т – одна из нержавеек. Казалось бы, всё просто – добавить в среднеуглеродистый состав 14-18% хрома, и сплав «всё стерпит», ведь главным врагом сталей является образование ржавчины. Однако у каждого состава есть и другие качества, которые необходимо улучшить.

Сплав является невысокоуглеродистым – содержит 0,12% угля в своём составе по массе. Хром, как следует из наименования (маркировки), содержится в количестве 18% от общей массы. Содержание титана порядка 0,9% обеспечит составу 12Х18Н9Т высокие усталостные параметры – такое качество характерно для титана в чистом виде или с небольшим количеством легирующих примесей.

Остальные примеси содержатся в сплаве 12Х18Н9Т в следующей пропорции:

• никель – порядка 9%;
• кремний – 0,8%;
• марганец – 2%;
• сера – 0,02%;
• фосфор – 0,035%.

Состав 12Х18Н9Т (Л) относится к аустенитным сталям, а маркер «Л» означает, что сплав является высоколегированным.

Состав предназначен для выделки деталей и комплектующих, работающих в условиях повышенного трения (и, как следствие, излишнего нагревания), при наличии умеренно агрессивной химической среды.

Сплав 12Х18Н9Т (и сопутствующий ему 12Х18Н9ТЛ) относится к составам, отличающимся жаростойкостью и жаропрочностью. Он подходит для относительно экстремального использования, при этом почти не теряет своих свойств, рассчитан на долгие годы интенсивной эксплуатации.

Никель и титан придают составу 12Х18Н9Т (Л) высокую прочность, уголь – дополнительную твёрдость, а хром – коррозионную устойчивость. Сплавы с содержанием хрома менее 13% по массе всё же подвержены образованию ржавчины, так как недостаточное его количество не способствует созданию антикоррозионной плёнки в полной мере, способной защитить детали и комплектующие от поверхностного окисления, даже когда они погружены в воду или находятся в воздушной среде с относительной влажностью, близкой к 100%.

Получают сплав 12Х18Н9Т (Л) по ГОСТ 5632-1972. Этот норматив регламентирует не только точный состав с возможной погрешностью в сторону ухудшения заявленных свойств, но и неукоснительное соблюдение технологии производства. Впрочем, некоторые производители всё же могут слегка подкорректировать состав. Однако они не меняют технологию выплавки и выпекания заготовок, так как иначе те потеряли бы свои заявленные свойства в значительной мере.

Плотность сплава 12Х18Н9Т – 7,9 г/см3, модуль упругости – 180000 Н/мм2 при комнатной температуре. Удельное электрическое сопротивление – 0,076 Ом/м для проволоки, имеющей сечение 1 мм2. Удельная теплоёмкость – 613 Дж/кг при нагревании заготовки с таким весом на каждый градус Цельсия (или Кельвина).

Аналогами служат следующие марки стали, выпускаемые в России:

• 12Х17Г9АН4;
• 10Х14Г14Н4Т;
• 12Х18Н10Т.

Зарубежные аналоги закупать не обязательно – стоимость деталей и комплектующих, изготовленных из них, может оказаться в несколько раз выше, а российская металлургия пока ещё не сдаёт своих ведущих мировых позиций. Очень часто российская сталь не хуже, скажем, американского или японского аналога.

Сортамент (ассортимент) 12Х18Н9Т представлен следующими образцами:

• сортовой и фасонный прокатный продукт;
• отшлифованный и откалиброванный прут круглого и квадратного сечения диаметром 6… 14 мм;
• толстые и тонкие листы – 0,6… 12 мм;
• проволока диаметром 0,5… 4 мм;
• выкованные детали и комплектующие всевозможного исполнения и назначения.

Попытка сэкономить на нержавейке 12Х18Н9Т, используя другие составы с содержанием хрома хотя бы от 13% (по массе), в плане коррозии не приведёт к непредсказуемым последствиям в конкретной ситуации, однако твёрдость, прочность, упругость, тугоплавкость могут заметно отличаться от заявленных.

Твёрдость по Бринеллю у сплава 12Х18Н9Т равна 170 мегапаскалей (долговременное воздействие на сминание). «Мгновенное» значение прилагаемого усилия равно 670 МПа: стоит приложить такое давление, как заготовка тут же сплющится.

Сортовую продукцию, изготавливаемую на основе сплава 12Х18Н9Т (Л), применяют в качестве комплектующих для сварных устройств и всевозможных приспособлений, для сборки которых применялась именно газо- или электросварка. Печные детали, теплообменные функциональные узлы и модули, муфельные комплектующие, а также составляющие систем выхлопа (например, детали глушителя легковых машин), листопрокатная и иная похожая продукция – тоже сферы производства, исходным материалом для которых служит состав 12Х18Н9Т.

Температура эксплуатации данного сплава, вернее, изделий из него, лежит в интервале 196… 600 по Цельсию, включая условия высокого давления до сотни атмосфер. Характерный пример – криокапсулы и морозилки глубокой заморозки, работающие в лабораториях на жидком азоте, кислороде и метане.

Трубы из нержавейки изготавливаются уже на основе листопрокатных изделий толщины от 1 до 10 мм. Они, в принципе, способны заменить композитно-пластиковые трубы для водопровода, не ржавея 100 и более лет, будучи зарытыми в землю. Но такое решение для энергосбытовых компаний обходится слишком дорого.

Не изготавливают из нержавейки стальные плиты, рельсы и иной прокат, чей удельный объём слишком велик (на каждый экземпляр). Для подобных решений используют более дешёвые стали (ржавеющие), а также алюминиевые сплавы, а не нержавейку.

Сплав 12Х18Н9Т (Л) позволяет производить детали и комплектующие методом горячепластического сминания. Данный состав при использовании глубокого вытягивания, произведённого относительно «холодным» методом пластической деформации, не теряет пластичности, что даёт работникам металлургических предприятий получать детали и комплектующие с усложнённым рельефом во всех трёх проекциях.

Резка, фрезерование (обточка), гравировка нержавеющего сплава 12Х18Н9Т, как и у любой другой стали, весьма удовлетворительные. Несмотря на вязкость любой нержавейки (её не так легко разрезать болгарочным диском или на пильном станке), использование индустриального масла, особо прочных резаков (алмазно-напылённых, победитовых) существенно облегчает процесс разрезания, например, прута или листа на более мелкие заготовки.

То же самое можно сказать о сверлении любого типа – обычные (спиральные), перьевые, корончатые, конусно-ступенчатые, обладая сверхтвёрдой и прочной кромкой, прекрасно режут сталь 12Х18Н9Т и иные составы, похожие по своим параметрам на неё.