12Х2Н4А: состав, свойства и области применения стали

12Х2Н4А относится к конструкционным легированным хромоникелевым сталям. Материал применяют для зубчатых колёс, валов, роликов, поршневых пальцев и других крупных особо ответственных цементуемых деталей. В исходных данных отдельно указана работа таких деталей под ударными нагрузками и при отрицательных температурах до -120 °С.

Какие сведения нужны для расшифровки и выбора 12Х2Н4А?

Марка характеризуется сочетанием легирования хромом и никелем с низким содержанием углерода. В химическом составе также присутствуют кремний, марганец и медь, а содержание серы и фосфора ограничено значением до 0,025 процента для каждого элемента. Диапазоны состава приведены в справочных данных на материал и относятся к массовой доле компонентов.

В техническом описании указаны высокая прочность, пластичность и вязкость сердцевины, а также поверхностная твёрдость цементуемых деталей. Для стали отмечены ограниченная свариваемость, чувствительность к флокенам и склонность к отпускной хрупкости. Эти сведения нужно учитывать при назначении технологических операций и оценке конкретной поставки.

• Хрома содержится 1,25–1,65 %, никеля 3,25–3,65 %.
• Углерод находится в диапазоне 0,09–0,15 %, кремний составляет 0,17–0,37 %.
• Марганец указан в пределах 0,3–0,6 %, медь допускается до 0,3 %.
• Сера и фосфор ограничены значением до 0,025 % каждый.
• Свариваемость обозначена как ограниченная. В справочных обозначениях это соответствует сварке с подогревом до 100–120 °С и последующей термообработкой.
• Для прутка по ГОСТ 4543-71 приведена термообработка «закалка и отпуск».

В каких видах проката представлен материал?

В связанных категориях каталога марка встречается в разделе стального круга, среди круглых стальных прутков, легированного круга и конструкционного круга. Такое представление соответствует сортовому прокату круглого сечения, который может рассматриваться как исходная форма для изготовления перечисленных в справочнике деталей.

В документе также указаны листы и полосы, а для разных видов поставки приведены отдельные нормативные документы. Для сортового и фасонного проката перечислены ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, а также ГОСТ 1051-73, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75 и ГОСТ 8560-78. Для листов и полос указан ГОСТ 103-2006.

Приведённые механические показатели относятся к прутку диаметром 15 мм по ГОСТ 4543-71 при температуре 20 °С. Для этого же варианта указана термообработка закалкой и отпуском. Значения в таблице нельзя автоматически переносить на другой сортамент или иной режим обработки без соответствующих данных.

12Х2Н4А в каталоге

Для поиска материала доступны категории «Круг стальной», «Прутки круглые стальные», «Легированный круг» и «Конструкционный круг». В карточке справочника также размещены сведения о химическом составе, свойствах, аналогах и видах поставки.

Химический состав и критические точки

Критические точки материала в документе обозначены следующими значениями: Ac1 = 745 °С, Ac3 (Acm) = 800 °С, Ar3 (Arcm) = 675 °С, Ar1 = 625 °С, Mn = 438 °С. Эти параметры приведены как справочные характеристики стали и используются для описания температурных превращений в материале.

В составе присутствуют легирующие элементы, определяющие обозначение хромоникелевой стали: никель указан в диапазоне 3,25–3,65 %, хром 1,25–1,65 %. Дополнительно документ фиксирует содержание углерода, кремния, марганца и меди, а также предельные значения серы и фосфора.

Физические свойства при разных температурах

Для материала приведены отдельные значения плотности, коэффициента температурного расширения и теплопроводности. Плотность составляет 7840 кг/м³ при 20 °С, 7820 кг/м³ при 100 °С, 7760 кг/м³ при 300 °С, 7710 кг/м³ при 400 °С и 7630 кг/м³ при 600 °С.

Таблица показывает изменение отдельных физических параметров при нагреве. Для ряда температур в исходном документе приведены только отдельные характеристики, поэтому пропуски не следует заменять расчётными значениями.

Аналоги и нормативные обозначения

В справочнике в качестве заменителей указаны 20ХГНР, 12ХН2, 12ХН3А, 20Х2Н4А и 20ХГР. Зарубежные обозначения приведены для США, Германии, Японии, Франции, Англии, Болгарии, Польши и Чехии. Среди них указаны 3310H, E3310, E3310X, G33106, 1.5752, 14NiCr14, X12Ni5, SNC815, 13NiCr14, 655H13, 655M13, 12Ch2N4A, 12H2N4A и CSN 16420.

Наличие аналога в перечне не означает полного совпадения требований к химическому составу, термообработке и механическим свойствам. При сопоставлении материалов используют нормативный документ и характеристики конкретного вида поставки.