12ХН3А относится к конструкционным легированным сталям и дополнительно характеризуется как хромоникелевая. Материал предназначен для изготовления цементуемых деталей, которым нужны высокая прочность, пластичность и вязкость сердцевины в сочетании с высокой поверхностной твердостью. В справочных данных также указано применение при ударных нагрузках и отрицательных температурах до -100 °С.
Назначение и особенности стали
Материал используют для деталей, работающих в условиях ударного воздействия. В перечне применения указаны шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты и поршневые пальцы. Общим признаком таких изделий является необходимость сочетать прочную поверхностную зону с достаточно вязкой и пластичной сердцевиной.
Сталь относится к цементуемым. В переданных технических данных для прутка приведена термическая обработка «закалка и отпуск». Также указаны чувствительность к флокенам и склонность к отпускной хрупкости. Эти особенности относятся к технологической характеристике материала и должны учитываться при рассмотрении конкретного вида проката и режима обработки.
Химический состав и технические характеристики
Основу легирования составляют никель и хром. Массовая доля углерода указана в диапазоне 0,09–0,16 %, кремния составляет 0,17–0,37 %, марганца 0,3–0,6 %, никеля 2,75–3,15 %, хрома 0,6–0,9 %. Для серы и фосфора установлено содержание до 0,025 %, для меди до 0,3 %.
Критические точки материала приведены следующим образом: Ac1 715 °C, Ac3 (Acm) 773 °C, Ar3 (Arcm) 726 °C, Ar1 659 °C, Mn 380 °C. Свариваемость оценивается как ограниченная. В справочных пояснениях для такого класса указана сварка с подогревом до 100–120 °C и последующей термообработкой.
- Заменители: 12ХН2, 20ХН3А, 25ХГТ, 12Х2Н4А, 20ХНР.
- Тип материала: конструкционная легированная сталь.
- Характеристика: хромоникелевая сталь.
- Свариваемость: ограниченно свариваемая.
- Флокеночувствительность: чувствительная.
- Склонность к отпускной хрупкости: склонная.
- Температура эксплуатации, указанная в описании применения: до -100 °C.
Механические и физические свойства
Механические показатели приведены для температуры 20 °C и зависят от вида продукции. Для прутка диаметром 15 мм по ГОСТ 4543-71 указаны предел кратковременной прочности 930 МПа, предел пропорциональности 685 МПа, относительное удлинение при разрыве 11 % и относительное сужение 55 %. Для этого же варианта приведена ударная вязкость KCU 880 кДж/м², а в графе термообработки указаны закалка и отпуск.
Для труб по ГОСТ 21729-76 в таблице приведено значение предела кратковременной прочности 490 МПа для размера 16 мм. Набор показателей в исходной таблице различается по сортаменту, поэтому данные для прутка и труб не следует переносить друг на друга.
Плотность при 20 °C составляет 7850 кг/м³. При 100 °C приведены коэффициент линейного расширения 11,8 × 10-6 1/°C, теплопроводность 31 Вт/(м·°C) и плотность 7830 кг/м³. При 200 °C значения составляют 13 × 10-6 1/°C и 7800 кг/м³, при 300 °C 14 × 10-6 1/°C и 7760 кг/м³.
| Температура, °C | Линейное расширение, 10-6 1/°C | Плотность, кг/м³ | Удельная теплоёмкость, Дж/(кг·°C) |
|---|
| 400 | 14,7 | 7720 | 528 |
| 500 | 15,3 | 7680 | 540 |
| 600 | 15,6 | 7640 | 565 |
Выбор вида проката и практическое применение
При подборе продукции нужно сопоставлять требуемую форму заготовки, сортамент и документ, по которому поставляется материал. В справочных данных перечислены сортовой и фасонный прокат, листы и полосы, стальные трубы и соединительные части, а также низкоуглеродистая стальная проволока. Для каждого вида приведены отдельные нормативные документы.
Сортовой и фасонный прокат указан в вариантах поставки В22 и В32. Для В22 приведены ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006 и ГОСТ 2879-2006. Для В32 перечислены ГОСТ 1051-73, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 4543-71 и ГОСТ 14955-77. Листы и полосы проходят по В23, для которого указан ГОСТ 103-2006.
Для труб и соединительных частей приведен вариант В62 с документами ГОСТ 21729-76, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 9567-75 и ГОСТ 22786-77. Низкоуглеродистая стальная проволока обозначена вариантом В71, нормативный документ для него ГОСТ 1526-81. При заказе конкретного изделия ориентируются на соответствующий сортамент и показатели, предусмотренные его нормативной документацией.
Прокат из стали 12ХН3А в ассортименте
В каталоге материал представлен в нескольких категориях продукции. Пользователь может перейти к листам холоднокатаным и горячекатаным, конструкционному листу, калиброванным стальным пруткам и стальному калиброванному кругу. Такое разделение помогает искать нужную форму проката отдельно, не смешивая требования к листовой и сортовой продукции.
Доступны категории «Листы холоднокатаные», «Листы горячекатаные», «Лист конструкционный», «Прутки калиброванные стальные» и «Стальной калиброванный круг». Для каждой позиции следует учитывать вид изделия, заявленный сортамент и относящиеся к нему нормативные документы.