Сталь 12Х2Н4А

Общие данные

Заменитель

Сталь 20ХГНР, Сталь 12ХН2, Сталь 12ХН3А, Сталь 20Х2Н4А, Сталь 20ХГР

Вид поставки

Сотовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 1051-73, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71. Трубы ОСТ 14-21-77.

Назначение

Шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

Химический состав

Химический элемент	%
Углерод (C)	0.09-0.15
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.30
Марганец (Mn)	0.30-0.60
Никель (Ni)	3.25-3.65
Фосфор (P), не более	0.025
Хром (Cr)	1.25-1.65
Сера (S), не более	0.025

Механические свойства

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %
Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с.
800	99	115	35	91
900	64	80	56	96
1000	43	54	65	100
1100	31	42	64	100
1200	20	28	58	100
1250	15	23	62	100

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С	σ0,2, МПа	σB, МПа	ψ, %	KCU, Дж/м2
Закалка 900 °С, масло.
200	1240	1560	49	88
300	1320	1540	56	74
400	1200	1320	59	103
500	1130	1200	62	125

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB	HRCэ
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 200 °С, воздух.
5	1080	1270	13	60	105		39
15	930	1080	14	65	116		38
20	830	980	16	70	147		37
25	780	930	17	70	162		36
Закалка 780 °С, масло. Отпуск 130 °С, воздух.
20	980	1240	10	63	196	375
40	860	1180	11	64	172	355
60	690	1080	13	61	137	325

Механические свойства прутка

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB	HRCэ
Закалка 860 °С, масло. Закалка 760-800 °С, масло. Отпуск 180 °С, воздух или масло.	15	930	1130	10	50	88
Цементация 920-950 °С. Закалка 780-800 °С, масло. Отпуск 180-200 °С.	60	950	1200	10	50	80	255-302	59-63

Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1220, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в яме.

Свариваемость

ограниченно свариваемая. РДС, АДС под флюсом.

Обрабатываемость резанием

при НВ 183-187 Ku тв.спл. = 1.26, Ku б.ст. = 0.96.

Склонность к отпускной способности

склонна

Флокеночувствительность

чувствительна

Температура критических точек

Критическая точка	°С
Ac1	745
Ac3	800
Ar3	675
Ar1	625
Mn	438

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см²

Состояние поставки, термообработка	+20	-40
Заготовка сечением 10 мм. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 200 °С, 1 ч. HRCэ 40.	102	91
Заготовка сечением 10 мм. Газовая цементация 910 °С (по 4-м граням), 3 ч. Закалка 810 °С, масло. Отпуск 200 °С, 1 ч. Глубина слоя 0,65 мм. HRCэ поверхности = 58.	34	25

Предел выносливости

σ-1, МПа	n	σB, МПа	σ0,2, МПа	Термообработка, состояние стали
630	1Е+6	1220	1030	Закалка 860 °С, масло. Закалка 780 °С, масло. Отпуск 180 °С.
421		1180	980	Закалка 860 °С. Закалка 780 °С, масло. Отпуск 180 °С.
519		1350	1140	Нормализация 920 °С, воздух. Закалка 810 °С, масло. Отпуск 200 °С.
676		1180	930	Цементация 910 °С. Закалка 790 °С, масло. Отпуск 200 °С.

Прокаливаемость

Закалка 860 °С.

Расстояние от торца, мм / HRC э
1.5	3	4.5	9	12	15	18	21	24	30
38.5-43.5	37.5-43.5	37.5-43.5	35.5-43.5	34-43.5	32-43.5	31-42.5	30.5-42	28.5-41.5	28-40.5

 

Кол-во мартенсита, %	Крит.диам. в воде, мм	Крит.диам. в масле, мм
95	30-100	18-80

Физические свойства

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	200
Плотность, ρn, кг/см3	7840	7820		7760	7710		7630
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)		25			19
Температура испытания, °С	20- 100	20- 200	20- 300	20- 400	20- 500	20- 600	20- 700	20- 800	20- 900	20- 1000
Коэффициент линейного расширения (α, 10-6 1/°С)	10.0	12.0	13.0	14.7	15.3	15.6

Зарубежные аналоги стали 12Х2Н4А

США	Германия	Япония	Франция	Англия	Болгария	Польша
—	DIN,WNr	JIS	AFNOR	BS	BDS	PN
3310H	1,5752	SNC815	13NiCr14	655H13	12Ch2N4A	12H2N4A
E3310	14NiCr14			655M13
E3310X	X12Ni5
G33106

Условные обозначения

Механические свойства
σB	временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
σ0,2	предел текучести условный, МПа
σсж	предел прочности при сжатии, МПа
σсж0,2	предел текучести при сжатии, МПа
σ0,05	предел упругости, МПа
σизг	предел прочности при изгибе, МПа
σ-1	предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
δ5 , δ4 , δ10	относительное удлинение после разрыва, %
ψ	относительное сужение, %
ν	относительный сдвиг, %
ε	относительная осадка при появлении первой трещины, %
τК	предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
τ-1	предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
KCU и KCV	ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2
HRCэ и HRB	твёрдость по Роквеллу (шкала C и B соответственно)
HB	твёрдость по Бринеллю
HV	твёрдость по Виккерсу
HSD	твёрдость по Шору
Физические свойства
E	модуль упругости нормальный, ГПа
G	модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
ρn	плотность, кг/м3
λ	коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°C)
ρ	удельное электросопротивление, Ом∙м
α	коэффициент линейного теплового расширения, 10-61/°С
с	удельная теплоёмкость, Дж/(кг∙°С)

 

Поделиться: