Особенности стали 12ХН3А

Марка 12ХНЗА — хромоникелевый сплав для изготовления ответственных конструкций. Форма поставки: кованые заготовки, сортовой прокат, поковки, круги.

Российские марки на замену: 20ХНР, 12Х2Н4А, 25ХГТ, 20ХНЗА и 12ХН2. За рубежом выпускают аналоги: в США — 9317, государствах ЕС — 1.5732, Германии — 14NiCr10.

Марка находится в списке конструкционных легированных сталей.

Критерии качества сортового проката перечислены в документах: № 10702-78, № 2879-2006, № 2591-2006, № 4543-71 и № 2590-2006.

Компоненты стали 12ХНЗА

Маркировка указывает на основной состав: среднее количество углерода — 0,12, хрома (Х) — менее 1%, никеля (Н) — 3,0%. Доля железа — ~ 95%.

Русская буква «А» в конце обозначает принадлежность марки к качественным сталям: производитель проверяет параметры макроструктуры и химический состав металла.

Плотность материала: 7850 кг/м³.

Характеристики сплава 12ХНЗА

Из металла изготавливают конструкции с повышенными требованиями к пластичности, твердости, пластичности, вязкости сердцевины. Изделия работают в тяжелых условиях:

• T = -70-180 ⁰C;
• действуют переменные нагрузки;
• присутствуют химически активные вещества. 

Прочность после отжига, закалки и отпуска (T = 200 ⁰C) — 1000 Н/мм². Испытаниям подвергают образец толщиной менее 40 мм. Конструкции используют при температуре не ниже -80 ⁰C.

Твердость стали по Бринеллю: 217 МПа. Для испытаний отбирают пробы, которые прошли термообработку.

Рекомендуемый режим цементирования состава:

• T =860-880 ⁰C, рабочая среда (РС) — твердый раствор карбюризатора;
• T =900-920 ⁰C, РС — газ или расплав солей.

Чтобы улучшить механические свойства, материал проходит термообработку:

• первую (T = 860 ⁰C) и вторую (T = 860-810 ⁰C) закалку;
• отпуск: T = 685 ⁰C;
• охлаждение после каждой операции — в масле или на воздухе.

После пребывания в печи заготовка диаметром 15 мм соответствует параметрам:

• σ_в = 930 МПа;
• σ_т = 685 МПа;
• KCU = 88 Дж/см²;
• Ψ = 55%;
• δ5 = 11%.

Особенности обработки марки 12ХНЗА

Оптимальный режим для ковки стали 12ХНЗА: процесс начинают при T = 1220 ⁰C, завершают, когда T = 800 ⁰C. Заготовки малого сечения (s < 100 мм) охлаждают в воздушной среде. Если толщина s = 101-300 мм — в закрытой яме.

Поправочный коэффициент, определяющий скорость резания (К_υ) стали 12ХНЗА:

• для твердых сплавов — 1,26;
• для быстрорежущих сталей — 0,95.

Марку относят к ограниченно свариваемым сплавам. Способы соединения заготовок: АДС под флюсом или РДС.

Применение сплава 12ХНЗА

Из материала изготавливают конструкции для машин и механизмов: цапфы, валы, поршневые пальцы, шарниры, червяки, цементируемые детали.

Из стали 12ХНЗА производят трубопроводную арматуру общепромышленного назначения и конструкции для опасных объектов (ГЭС, АЭС, химических производств).

Металлоизделия используют при сборке транспорта: судов, автомобилей, самолетов.