Особенности стали 12Х2Н4А
Марка 12Х2Н4А — хромоникелевый состав для производства особо прочных деталей с вязкой сердцевиной. Конструкции отличаются высокой поверхностной твердостью, противостоят длительным динамическим нагрузкам и сохраняют свойства при низких температурах (до -120 0C).
Подобными характеристиками обладают марки: 20ХГР, 20Х2Н4А, 12ХН3А, 20ХГНР и 12ХН2. Импортные аналоги: 13NiCr14 (Франция), X12Ni5, 14NiCr14, 1.5752 (Германия), 12H2N4A (Польша).
Материал относят к классу конструкционных легированных цементируемых сталей.
Стандарты качества сортового проката: № 2879-2006, № 4543-71, № 2591-2006, № 2590-2006. Выпускают сплавы по техническим условиям.
Состав марки 12Х2Н4А
В обозначении зашифрована информация: массовая доля углерода составляет 0,12%, хрома (Х) — около 2%, никеля — ~ 4%. Последняя буква — «А» — указывает на принадлежность к группе качественных сталей.
Содержание железа — ~ 96%.
| C | P | Ti | Ni | W | V | Cu | S | Cr | Mn | Si | Mo | ГОСТ или ТУ |
| 0,09 - 0,15 | 0,025 | 0.03 | 3,25 - 3,65 | 0.20 | 0,05 | 0,3 | 0,025 | 1,25 - 1,65 | 0,30 - 0,60 | 0,17 - 0,37 | 0,15 | 4543-71 |
| 0,10-0,15 | 0,25 | 14-1-950-74 |
| 0,10-0,15 | 0,016 | 3,25 - 3,60 | 0,10 | 0,012 | 14-1-2765-79 |
| Углерод | Фосфор | Титан | Никель | Вольфрам | Ванадий | Медь | Сера | Хром | Марганец | Кремний | Молибден | |
Плотность структуры при T = 20 0C — 7840 кг/м3.
Методы обработки и характеристики стали 12Х2Н4А
Показатели твердости металла, измеренные методом Роквелла и Бринелля: HB 285-388, HRC 30,0-41,0 МПа.
Государственный стандарт рекомендует режим обработки сортового проката из стали 12Х2Н4А:
- цементация T = 920-950 0C;
- закалка T = 780-800 0C;
- отпуск T = 180-200 0C;
- охлаждение в масле или на воздухе.
1. Для испытаний берут образец сечением 40-60 мм. В таблице перечислены характеристики, полученные после стандартной термообработки материала.
| σв | σт | ψ | δ5 | HRC | HB | KCU |
| 1200 | 950 | 50 | 10 | 59-63 | 255-302 | 800 |
| МПа | % | МПа | кДж/м2 |
2. Параметры кованых и горячекатаных прутков и полос из стали 12Х2Н4А после операций:
- закалки: T = 790-810 0C;
- отпуска: T = 150-170 0C;
- охлаждения.
| σв | σт | ψ | δ5 | HRC | HB | KCU |
| 980 | 785 | 50 | 10 | - | 294-388 | 980 |
| МПа | % | МПа | кДж/м2 |
3. Показатели цельнокатаных колец диаметром 15 мм после закалки T = 760-800 0C, отпуска T = 150-170 0C и охлаждения.
| σв | σт | ψ | δ5 | HRC | HB | KCU |
| 980 | 785 | 47 | 10 | - | 294-415 | 833 |
| МПа | % | МПа | кДж/м2 |
Обрабатываемость стали 12Х2Н4А
Прокат относят к группе сплавов, которые плохо свариваются. Для соединения конструкций используют методы: АДС под флюсом, РДС.
Сплав 12Х2Н4А склонен к отпускной хрупкости.
Температура, при которой начинают ковку, равна 1120 0C, заканчивают — 800 0C. Конструкции диаметром до 100 мм охлаждают на воздухе. Если d = 101-300 мм — в закрытом ящике или яме.
Исследование срезов показывают: после закалки в структуре образуются флокены.
Когда разрабатывают технологический процесс резания, применяют коэффициенты:
- для быстрорежущих сталей Кυ = 0,96;
- для твердого сплава — Кυ = 1,26.
Из стали 12Х2Н4А изготавливают крупные детали с повышенными требованиями к прочности: валы, ролики, поршневые кольца.
