3. Вибір конструкційного матеріалу
Томатна маса – агресивний продукт, тому матеріал для виготовлення труб – сталь Х18Н10Т. Для кожуху апарату – сталь 3.
Сталь Х18Н10Т — нержавіюча, жаростійка, жароміцна, аустенітного класу, має високу холодостійкість, немагнитність й задовільну опірність міжкристалітної корозії, хімічно стійка до всіх кислот, крім оцтов, мурашиної, молочної й щавлевої — застосовується для виготовлення вузлів та деталей вакуумних установок, у яких створюється тиск не нижче р=110-12 мм рт. ст., що працюють при температурах від —260 до +1000° С. Ця сталь найчастіше використовується для виготовлення корпусів високовакуумних насосів і установок, термобарокамер, екранів, тримачів і корпусів приладів. Поверхні деталей, виготовлених зі сталі Х18Н10Т, звичайно піддаються електрополіруванню.
Сталь Х18Н10Т має високу зварюваність різними методами електрозварювання (особливо аргоно-дуговий), а також паяється твердими й м'якими припоями, добре обробляється різанням (при застосуванні твердосплавного інструмента) і має високу пластичність при холодній деформації. Інтервал гарячої деформації 900—1150°С.
Таблиця 1
Характеристика стали 12Х18Н10Т
| Марка : | 12Х18Н10Т (стара назва Х18Н10Т) |
| Замінник: | 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4, 08Х22Н6Т, 08Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н9Т |
| Класифікація : | Сталь конструкційна кріогенна |
| Застосування: | деталі, що працюють до 600 °С. Зварені апарати й посудини, що працюють у розведених розчинах азотних, оцтових, фосфорної кислот, розчинах лугів і солей і інші деталі, що працюють під тиском при температурі від —196 до +600 °С, а при наявності агресивних середовищ до +350 °С.; сталь аустенітного класу |
Таблиця 2
Хімічний склад в % сталі 12Х18Н10Т
ГОСТ 5632-72
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | – |
| до 0.12 | до 0.8 | до 2 | 9 – 11 | до 0.02 | до 0.035 | 17 – 19 | до 0.3 | (5 С – 0.8) Ti, інше Fe |
Таблиця 3
Механічні властивості при Т=20oС материалу 12Х18Н10Т
| Сортамент | Размер | sв | sT | d5 | y | Термообр. |
| - | мм | МПа | МПа | % | % | - |
| Поковки | до 1000 | 510 | 196 | 35 | 40 | Закалка 1050 - 1100oC, вода, |
| Лист тонкий | | 530 | 205 | 40 | | Закалка 1050 - 1080oC,Охлаждение вода, |
| Лист тонкий нагартован. | | 880-1080 | | 10 | | |
| Сорт | до 60 | 510 | 196 | 40 | 55 | Закалка 1020 - 1100oC,Охлаждение воздух, |
| Лист товстий | | 530 | 235 | 38 | | Закалка 1000 - 1080oC,Охлаждение вода, |
| Труби холоднодеформір. | | 549 | | 35 | | |
| Трубы гарячедеформір. | | 529 | | 40 | | |
| Твердість сталі 12Х18Н10Т, Поковки | HB 10 –1 = 179 МПа |
Таблиця 4
Фізичні властивості сталі 12Х18Н10Т
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 1.98 | | 15 | 7920 | | 725 |
| 100 | 1.94 | 16.6 | 16 | | 462 | 792 |
| 200 | 1.89 | 17 | 18 | | 496 | 861 |
| 300 | 1.81 | 17.2 | 19 | | 517 | 920 |
| 400 | 1.74 | 17.5 | 21 | | 538 | 976 |
| 500 | 1.66 | 17.9 | 23 | | 550 | 1028 |
| 600 | 1.57 | 18.2 | 25 | | 563 | 1075 |
| 700 | 1.47 | 18.6 | 27 | | 575 | 1115 |
| 800 | | 18.9 | 26 | | 596 | |
| 900 | | 19.3 | | | | |
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Позначення:
| Механічні властивості : | |
| sв | - Межа короткочасної міцності, [МПа] |
| sT | - Межа пропорціональності (межа текучесті для остаточної деформації), [МПа] |
| d5 | - Відносне подовження при розриві, [ % ] |
| y | - Відносне звуження, [ % ] |
| KCU | - Ударна в'язкість, [ кДж / м2] |
| HB | - Твердість по Бринелю, [МПа] |
| Физичні властивості : | |
| T | - Температура, при котрій отримані дані властивості, [Град] |
| E | - Модуль упругості першого роду, [МПа] |
| a | - Коефіцієнт температурного (линейного) розширення (диапазон 20o - T ) , [1/Град] |
| l | - Коефіцієнт теплопроводності (теплоємність материалу), [Вт/(м·град)] |
| r | - Щільність матеріала, [кг/м3] |
| C | - Питома теплоємність матеріала (діапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] |
| R | - Питомий електроопір, [Ом·м] |
1 2 3 4 5