12Х13, также обозначаемая как 1Х13, это коррозионно-стойкая жаропрочная сталь мартенсито-ферритного класса. Материал применяют для деталей с повышенной пластичностью, испытывающих ударные нагрузки, а также для изделий, работающих в слабоагрессивных средах при комнатной температуре и при нагреве до 450–500 °C. В справочных данных в качестве заменителя указана сталь 20Х13.
Назначение и особенности стали
Сочетание коррозионной стойкости, жаропрочности и пластичности определяет основные области использования материала. Он встречается в деталях, для которых одновременно имеют значение сопротивление воздействию слабоагрессивной среды и способность воспринимать ударные нагрузки.
При выборе формы поставки учитывают не только геометрию детали, но и норматив, по которому изготовлен конкретный вид проката. Для марки приведены данные по сортовому и фасонному прокату, листам, полосам, лентам, трубам, проволоке, поковкам и металлическим сеткам.
Химический состав и технические показатели
Основным легирующим элементом является хром. Массовая доля углерода составляет 0,09–0,15 %, кремния и марганца, как правило, не более 0,8 % каждого, никеля не более 0,6 %. Содержание серы ограничено значением до 0,025 %, фосфора до 0,03 %, хрома предусмотрено в диапазоне 12–14 %.
Критические точки материала: Ac1 = 730 °C, Ac3 (Acm) = 850 °C, Ar3 (Arcm) = 820 °C, Ar1 = 700 °C. Свариваемость определена как ограниченная, а склонность к отпускной хрупкости как имеющаяся. В справочных данных отдельно приведены режимы термической обработки для отдельных видов поставки.
- Класс стали: мартенсито-ферритный.
- Назначение: детали с повышенной пластичностью и изделия для слабоагрессивных сред.
- Рабочий нагрев, указанный в источнике: 450–500 °C.
- Содержание хрома: 12–14 %.
- Свариваемость: ограниченно свариваемая.
- Заменитель: 20Х13.
Механические и физические свойства
Механические показатели зависят от сортамента, нормативного документа и состояния материала. Для прутка по ГОСТ 5949-75 в источнике указаны предел прочности 590 МПа, предел текучести 410 МПа, относительное удлинение 20 % и относительное сужение 60 %. Для прутка по ГОСТ 18968-73 приведены значения 620 МПа по прочности, 440–610 МПа по пределу текучести, 20 % удлинения и 60 % сужения.
Для поковок по ГОСТ 25054-81 предел прочности составляет до 600 МПа, относительное удлинение находится в диапазоне 15–18 %, а относительное сужение составляет 40–50 %. Для проволоки по ГОСТ 18143-72 указан предел прочности 490–740 МПа и относительное удлинение 16–20 %. У листового проката показатели меняются в зависимости от толщины и режима обработки.
| Вид материала | Норматив | Указанные показатели |
|---|
| Трубы горячедеформированные | ГОСТ 9940-81 | Предел прочности 392 МПа, удлинение 21 % |
| Трубы холодно- и теплодеформированные | ГОСТ 9941-81 | Предел прочности 392 МПа, удлинение 22 % |
| Пруток | ГОСТ 5949-75 | Прочность 590 МПа, текучесть 410 МПа |
| Проволока | ГОСТ 18143-72 | Прочность 490–740 МПа, удлинение 16–20 % |
| Поковки | ГОСТ 25054-81 | Прочность до 600 МПа, удлинение 15–18 % |
Физические свойства также зависят от температуры. При 20 °C плотность составляет 7720 кг/м3, удельная теплоёмкость 506 Дж/(кг·град). При 500 °C в справочнике приведены плотность 7580 кг/м3, теплоёмкость 554 Дж/(кг·град), теплопроводность 27 Вт/(м·град) и удельное электросопротивление 938 Ом·м. При 100 °C модуль упругости указан как 2,12 × 105 МПа.
Термообработка, сварка и выбор формы поставки
Для прутка по ГОСТ 5949-75 приведён режим закалки при 1000–1050 °C на воздухе с последующим отпуском при 700–790 °C на воздухе. Для прутка по ГОСТ 18968-73 указаны нормализация и отпуск, для поковок по ГОСТ 25054-81 закалка и отпуск. Отдельные листовые изделия поставляются после отжига либо после закалки и отпуска, что отражено в нормативных данных.
Ограниченная свариваемость означает, что сварные работы требуют предусмотренного технологического режима. В справочном документе для такого класса свариваемости указаны предварительный подогрев до 100–120 °C и последующая термообработка. Конкретный вариант проката выбирают по форме изделия, требуемому нормативу и состоянию поставки, поскольку механические свойства для труб, листов, прутков, проволоки и поковок различаются.
Твёрдость после закалки и отпуска по ГОСТ 25054-81 указана в диапазоне HB 187–229. После отжига для прутка по ГОСТ 5949-75 приведён диапазон HB 121–197, а для прутка по ГОСТ 18907-73 HB 121–187. После нормализации и отпуска для прутка по ГОСТ 18968-73 указана твёрдость HB 192–229.
Прокат и изделия из стали 12Х13
В ассортименте, связанном с этой маркой, представлены квадрат жаропрочный нержавеющий, жаропрочные круглые, квадратные и шестигранные прутки, а также нержавеющие калиброванные, круглые, квадратные и шестигранные изделия. Доступны нержавеющие и жаропрочные полосы, шины, ленты, уголки горячекатаные, бесшовные трубы и проволока.
Также материал встречается в категориях перфорированных нержавеющих листов. Для выбора нужной позиции ориентируются на форму проката и соответствующий документ: в перечне указаны ГОСТ 25054-81 для поковок, ГОСТ 2590-2006 и ГОСТ 2591-2006 для круглого и квадратного горячекатаного проката, ГОСТ 9940-81 и ГОСТ 9941-81 для бесшовных труб, ГОСТ 18143-72 для проволоки, а также нормативы для листов, полос, лент и калиброванных изделий.