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Hoy en día, el más común y utilizado para la fabricación de tuberías, el acero inoxidable 12x18n10t, es el acero inoxidable de tipo austenítico que contiene titanio. La aleación química del acero se designa como tipo austenítico de acero inoxidable GOST 563272.
Características del acero y tubos 12x18n10t.
El mejor tratamiento térmico para estos aceros es el endurecimiento de 1050-1080 grados con agua, después de pasar el endurecimiento, las propiedades mecánicas se caracterizan por su máxima elasticidad y resistencia, una dureza y resistencia satisfactorias. Las principales ventajas de los tubos de acero inoxidable y 12x18n10t son:
- alta resistencia al impacto;
- Excelente ductilidad.
Los metales inoxidables austeníticos se utilizan como resistentes al calor cuando se opera a temperaturas de hasta 600 ° C. Los principales elementos de aleación son CrNi. Los aceros monofásicos son estables en la estructura de austenita homogénea con una pequeña cantidad de carburos de titanio (para evitar la corrosión entre cristales, esta aleación se obtiene después de la extinción con una temperatura de 1050-10 ° C). Los metales de tipo austenítico-ferrítico y austenítico tienen un umbral de resistencia bastante bajo (710-860 MPa).
El acero al cromo-níquel resistente a la corrosión con diversos grados de endurecimiento se usa cuando es necesario las combinaciones con características de alta elasticidad y resistencia de un metal que se encuentra en condiciones agresivas moderadas (por ejemplo, las tuberías de 12x18n10t se instalan en carrocerías de automóviles, cintas transportadoras, ruedas de corte para materiales superduros, diafragma de aparatos de respiración y así sucesivamente).
Las principales cualidades del consumidor son el alargamiento relativo y la resistencia final del acero, están reguladas con un cierto grado de proximidad, y los materiales de referencia no tienen en cuenta la capacidad de endurecimiento del acero de una aleación química específica y los datos tecnológicos del procesamiento preliminar.
Las tuberías 12X18H10T se recomiendan para la construcción de productos soldados, para el funcionamiento en soluciones diluidas de ácido fosfórico, acético, nítrico, soluciones de sales y álcalis y otros lugares que operan bajo presión con una temperatura de 197-600С.
Influencia de los elementos de aleación en la composición del acero y las tuberías 12Х18Н10Т
El acero 12X18H10T es austenítico. Después del tratamiento térmico preliminar, que consiste en enfriar a 1050 ° C con enfriamiento por agua, el metal recibe la estructura de la solución. Este acero no tolera ninguna transformación durante el calentamiento bajo la deformación plástica caliente y el enfriamiento hasta -196 ° C. Durante las exposiciones prolongadas con un intervalo de 440–640 ° C, los carburos de cromo de la composición Cr23C6 se forman, lo que provoca la formación de susceptibilidad del metal a la corrosión intergranular con un corto tiempo de incubación a 640 ° C y es de 7–9 horas (probado en ácido nítrico al 60% en ebullición, 3 ciclos dos días).
Aleación de cromo
El cromo, cuya cantidad en el acero es 18-20%, es el elemento principal que proporciona la capacidad del metal a la pasivación y aumenta su alta resistencia a la corrosión.
Aleación de níquel
Níquel El dopaje con este metal aumenta la región g y con una cierta cantidad (9-13%) conduce a la transformación del acero con estructura austenítica, es decir, convierte el metal en un grupo austenítico, y esto es de fundamental importancia porque le permite combinar una excelente trabajabilidad del metal con una única Propiedades operativas complejas. Estos aceros tienen las siguientes ventajas:
Soldadura sin zonas de fragilidad cerca de las costuras. El efecto del níquel sobre la resistencia a la corrosión en el acero de esta clase consiste en el hecho de que, al tener una alta resistencia a la acción de los ácidos, comunica esta propiedad al metal;- perfectamente enrollado en condiciones frías y calientes;
- han aumentado, a diferencia de los metales ferríticos, la resistencia a la corrosión en un gran número de sustancias agresivas, incluido el ácido sulfúrico y algunos otros ácidos.
Dopaje de carbono
Con un contenido de 0, 10% de carbono, el metal tiene una estructura absolutamente austenítica a una temperatura de más de 900 ° C, esto se debe al aumento del efecto austenítico del carbono. La proporción de concentraciones de níquel y cromo tiene un impacto particular en la normalización de la austenita durante el enfriamiento de la temperatura de tratamiento en la solución solidificada.
Además de la influencia de los elementos principales, también es necesario tener en cuenta la presencia de aluminio, titanio y silicio en el acero, que contribuyen a la aparición de ferrita.
Aleación con titanio
La introducción del titanio elimina la tendencia a la corrosión entre los cristales, ya que es un metal fuerte que forma carburo. Durante la cristalización, une el carbono con el carburo fuerte TiC, por lo tanto evita la aparición de carburos de cromo y una disminución de su cantidad en austenita.
Aleación de silicona
La cantidad de silicio no es superior al 0, 8% . El desgasificador de acero, aumenta la densidad del lingote. El silicio mejora la resistencia del acero, al tiempo que aumenta significativamente el límite de rendimiento. Pero hay una cierta disminución en la elasticidad, que complica el laminado en frío del acero para la marca de tubos 12X18H10T.
Dopaje de azufre
El azufre tiene una solubilidad ilimitada en el metal líquido y una solubilidad limitada en el metal solidificado. Durante la cristalización del metal a lo largo del contorno de los granos, se forman sulfuros de hierro que se solidifican en el extremo. El hierro y sus sulfuros crean un eutéctico de bajo punto de fusión que, en presencia de oxígeno, se funde a temperaturas aún más bajas.
Las capas intergranulares de la fase enriquecida en azufre, durante el calentamiento del acero antes de forjar o laminar, ablandan y el metal pierde sus características, comienza la destrucción del acero. La cantidad de azufre en el acero no debe exceder el 0.02%.
Dopaje de fósforo
El fósforo afecta negativamente a las características mecánicas del acero. Durante la cristalización, aparece la segregación primaria más fuerte. Las capas frágiles enriquecidas con fósforo en el espacio intergranular reducen las características plásticas del acero, especialmente a bajas temperaturas. La cantidad permisible de fósforo no es más del 0.045%. En este caso, es muy crítico, ya que el acero y las tuberías 12X18H10T se utilizan en tecnología criogénica .
Cualquier metal en estado sólido y líquido contiene cierta cantidad de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, que son impurezas dañinas.
La cantidad de oxígeno depende de la cantidad de carbono. Durante la cristalización en moldes, la reacción del carbono con el oxígeno a veces incluso aumenta. Lo que provoca la aparición de CO, el metal resulta ser frágil, con poros de gas, inadecuados para la explotación. Se puede obtener un lingote de buena calidad reduciendo la cantidad de oxígeno disuelto en el metal a 0.03%.
El hidrógeno se agrega al baño de metal con materiales de carga, pasa de la atmósfera del horno y el contenido de humedad de los agentes desoxidantes, ferroaleaciones, agentes oxidantes y materiales formadores de escoria tiene un efecto decisivo. Durante la cristalización, la solubilidad del hidrógeno disminuye, se convierte en el licor madre, creando una alta segregación zonal en el metal. La liberación de hidrógeno va a los lugares defectuosos de la red y los huecos del acero, se moleculariza. Durante la laminación de tubos de 12Х18Н10Т, aparece un gran estado de tensión cerca de los microvolúmenes debido al aumento de la presión del hidrógeno, lo que provoca una fuerte disminución de la elasticidad del material. Probablemente la aparición de rupturas de flóculos. La cantidad de hidrógeno debe ser más de 0.0004%.
Durante la cristalización, en ausencia de elementos que forman nitruros a temperaturas elevadas (el Ti se encuentra en este acero), después de la aparición de γ-Fe , el nitrógeno se forma a partir de una solución en forma de inclusiones. Esta versión puede tardar mucho tiempo, causando fragilidad (envejecimiento) del acero. Lo más dañino es la reducción de las propiedades del metal y de las tuberías 12X18H10T, donde hay una gran cantidad de nitrógeno, durante el funcionamiento a bajas temperaturas.
Maneras de endurecimiento de acero y tubos 12X18H10T
Una de las opciones para el endurecimiento del acero y los productos largos de tuberías 12Х18Н10Т es el tratamiento térmico a alta temperatura (HTMT). Las posibilidades de compactación utilizando HTMT se probaron en un molino semicontinuo combinado 360. Los tubos 12X18H10T (10x10 cm, 2, 6-5 m de tamaño) se calentaron en un horno de hasta 1140-1210С y se mantuvieron a esta temperatura durante varias horas.
El tubo rodante 12X18H10T se realizó de acuerdo con la tecnología estándar; Las barras terminadas con una sección transversal de 35 mm se lanzaron a baños de enfriamiento con agua corriente, en los cuales se enfriaron a menos de 90 ° C. La rodadura tuvo la mayor resistencia, se sometió a HTMT durante las temperaturas de deformación más bajas y el intervalo de tiempo desde la finalización de la laminación hasta la extinción.
Por lo tanto, en VTMO, la resistencia elástica del metal aumentó en un 50-65%, en contraste con su nivel después del tratamiento térmico simple y 1.8-2.3 veces, en contraste con GOST-5949 75. Al mismo tiempo, las características del plástico no disminuyeron significativamente y se mantuvieron a un nivel aceptable.
El acero 12X18H10T se compacta más que su análogo 08X18H10T, pero el ablandamiento por el grado de aumento de la temperatura aumenta en mayor medida como resultado de disminuir la resistencia del metal contra el ablandamiento con un alto contenido de carbono. Las pruebas de alta temperatura a corto plazo demostraron que un alto grado de resistencia de los tubos laminados compactados termomecánicamente 12X18H10T, a temperatura ambiente, se mantiene a altas temperaturas.
Los tubos de cromo-níquel inoxidables y 12X18H10T se utilizan para soldar estructuras en equipos criogénicos con una temperatura no superior a -268 ° C, para equipos de reacción, intercambio de calor y capacitivos, incluidos tubos de agua a alta presión y calderas de vapor con una temperatura de funcionamiento de 600 ° C, para colectores de escape, muflas, Elementos del equipamiento del horno. La temperatura máxima de uso del laminado de tubos resistente al calor de estos aceros durante 10.000 horas es de 800 ° C, la temperatura de inicio de la escala activa es de 850 ° C. Durante la operación continua, el metal es resistente a la oxidación en la atmósfera de los productos de combustión del combustible a temperaturas inferiores a 900 ° C y en condiciones térmicas inferiores a 800 ° C.
Área de uso de aceros y tuberías 12x18n10t.
El acero y los tubos 12x18n10t se utilizan para fabricar piezas que pueden conservar sus propiedades a temperaturas de hasta 600 ° C. Estas piezas se utilizan en unidades de soldadura, recipientes que trabajan con ácido nítrico y otros agentes oxidantes, ciertos solventes y ácidos orgánicos, en condiciones atmosféricas, etc. Los tubos 12X18H10T se utilizan en:
Industria alimentaria- En construccion
- En el campo petroquímico;
- En equipos médicos;
- En ingenieria mecanica;
- En la industria del automóvil.
Los tubos de acero inoxidable no tienen inconvenientes, además de un precio ligeramente más alto, a diferencia de los tubos hechos con costuras. Pero el tubo de acero inoxidable es, ante todo, la confiabilidad y durabilidad de la estructura donde se usa, así como una mayor resistencia a las influencias negativas y una excelente resistencia a los procesos de corrosión. Para todos estos productos, necesariamente se crea GOST de la gama de productos de laminación de tuberías, y todos los fabricantes de estas tuberías se adhieren a ella.