Жаропрочная стальная поковка 10Х18Н10Т: свойства, сортамент и применение
Поковка из стали 10Х18Н10Т — кованое изделие из аустенитной коррозионно-стойкой стали с регламентированным содержанием титана, сохраняющее работоспособность при нагреве до 600–800 C в окислительных средах. Марка относится к классу хромоникелевых сталей с титановым стабилизированием: титан связывает углерод в карбиды TiC, что исключает межкристаллитную коррозию после сварки и длительной эксплуатации при 450–850 C. Поковки получают горячей деформацией слитков и заготовок на гидравлических прессах усилием 20–100 МН или на радиально-ковочных машинах, с последующей термической обработкой — аустенизацией при 1050–1100 C и охлаждением в воде или на воздухе.
Химический состав и механические свойства
Химический состав стали 10Х18Н10Т регламентируется ГОСТ 5632 и ГОСТ 5949: углерод — не более 0,10 %, хром — 17,0–19,0 %, никель — 9,0–11,0 %, титан — 0,4–0,8 % (при C 0,10 %), кремний — не более 0,8 %, марганец — не более 2,0 %, сера — не более 0,020 %, фосфор — не более 0,035 %. Титан вводится в количестве, обеспечивающем соотношение Ti/C 5 для полного связывания углерода.
Механические характеристики поковок после закалки при 1050–1100 C в воде:
- предел прочности в — 510–640 МПа;
- предел текучести 0,2 — не менее 196 МПа;
- относительное удлинение 5 — не менее 40 %;
- ударная вязкость KCU — не менее 100 Дж/см при 20 C;
- твёрдость — 140–180 HB.
Жаропрочные свойства обеспечиваются стабильной аустенитной структурой: при 600 C предел длительной прочности составляет 80–100 МПа на базе 10 ч, при 700 C — 40–55 МПа. Предел ползучести при 600 C и напряжении 80 МПа — не более 0,1 % за 10 ч.
Сортамент и технологические параметры поковок
| Тип поковки | Масса, кг | Диаметр/сечение, мм | Термообработка | Назначение |
|---|---|---|---|---|
| Цилиндрическая | 50–500 | 200–600 | Закалка 1080 C, вода | Валы, оси |
| Плита | 100–1500 | 100–300 400–800 | Аустенизация 1050 C | Фланцы, плиты |
| Кольцевая | 30–300 | 300–1200 | Закалка 1100 C, воздух | Обечайки, кольца |
| Штампованная | 5–80 | по чертежу | Закалка + старение | Арматура, крепёж |
Области применения
Поковки из 10Х18Н10Т востребованы в оборудовании, работающем под совместным действием высоких температур и агрессивных сред:
- энергетика — поковки для паропроводной арматуры, шпилек и фланцевых соединений котлов высокого давления;
- нефтехимия — корпуса реакторов, крышки и штуцеры установок каталитического крекинга;
- металлургия — детали нагревательных печей, ролики рольгангов, крюки и траверсы кранов горячего цеха;
- авиадвигателестроение — заготовки под диски и кольца камер сгорания;
- судостроение — элементы выхлопных систем и паропроводов главных энергетических установок.
Обрабатываемость и сварка
Сталь 10Х18Н10Т склонна к наклёпу при механической обработке: коэффициент упрочнения достигает 1,8–2,0. Рекомендуется резание твердосплавным инструментом на пониженных скоростях (40–60 м/мин) с обильным охлаждением. Сварка выполняется электродами типа ЭА-1 или ЭА-2, а также аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом. После сварки термообработка не требуется при условии соблюдения режимов, поскольку титан предотвращает сенсибилизацию.
Вопросы и ответы
Какой максимальной температуры эксплуатации выдерживает поковка 10Х18Н10Т?
Длительная рабочая температура — до 600 C в окислительных средах; кратковременно — до 800 C. При 700 C предел длительной прочности снижается до 40–55 МПа.
Чем 10Х18Н10Т отличается от 12Х18Н10Т?
Марка 10Х18Н10Т содержит не более 0,10 % углерода против 0,12 % у 12Х18Н10Т, что повышает стойкость к межкристаллитной коррозии после сварки и улучшает технологическую пластичность при ковке.
Какая термообработка применяется для поковок из 10Х18Н10Т?
Аустенизация при 1050–1100 C с охлаждением в воде, на воздухе или в масле в зависимости от сечения. Цель — растворение карбидов и получение однородной аустенитной структуры.
Применяется ли 10Х18Н10Т для сварных конструкций?
Да, благодаря титановому стабилизированию сталь сваривается без опасности межкристаллитной коррозии в зоне термического влияния. Сварные швы сохраняют пластичность и жаропрочность.
