| Химический состав в % стали 12ХН3А |
| C |
0,09 — 0,16 |
| Si |
0,17 — 0,37 |
| Mn |
0,3 — 0,6 |
| Ni |
2,75 — 3,15 |
| S |
до 0,025 |
| P |
до 0,025 |
| Cr |
0,6 — 0,9 |
| Cu |
до 0,3 |
| Fe |
~95 |
| Зарубежные аналоги марки стали 12ХН3А |
| США |
3415 |
| Германия |
1.5732, 12Ni14, 14NiCr10, 14NiCr14 |
| Япония |
SNC815, SNC815H |
| Франция |
10NC11, 14NC11 |
| Англия |
655M13 |
| Испания |
15NiCr11 |
| Болгария |
12ChN3A |
| Венгрия |
BNC2 |
| Польша |
12HN3A |
| Румыния |
13CrNi30q |
| Чехия |
16420 |
| Свойства и полезная информация: |
Удельный вес:7850 кг/м3
Температура ковки, °С: начала 1220, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм в яме.
Термообработка: Закалка и отпуск
Твердость материала:HB 10-1=» 217 МПа
Температура критических точек:Ac1= «715 , Ac3(Acm) =» 773 , «Ar3(Arcm) =» 726 , «Ar1=» 659 , «Mn =» 380
Обрабатываемость резанием:в горячекатанном состоянии при «HB 183-187, Кυ тв. спл=»1,26 и Кυ б.ст=0,95
Свариваемость материала:ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом.
Флокеночувствительность:чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:склонна. |
Механические свойства заготовки стали12ХН3Адиаметром 70 мм
в зависимости от температуры отпуска |
| Температура отпуска, °С |
σ0,2(МПа) |
σв(МПа) |
δ5(%) |
ψ% |
KCU(Дж / см2) |
HB |
| Закалка 800 °С, масло |
200
300
400
500
600 |
1270
1130
1080
930
670 |
1370
1270
1200
1030
730 |
12
13
14
19
24 |
60
68
68
70
75 |
98
78
83
118
167 |
400
380
375
280
230 |
Механические свойства стали12ХН3Ав зависимости от сечения
|
| Сечение,мм |
σ0,2(МПа) |
σв(МПа) |
δ4(%) |
ψ% |
KCU(Дж / см2) |
HRCЭ
|
| Ложная цементация 910 °С, 9 ч. Закалка 810 °С, масло. Отпуск 200 °С, на воздухе |
10
15
20
25 |
1080
780
730
640 |
1220
980
880
830 |
13
16
16
20 |
60
65
70
70 |
157
152
165
192 |
35
32
30
28 |
Механические свойства образцов стали12ХН3Адиаметром 28-50 мм
при повышенных температурах |
| Температура испытаний, °С |
σ0,2(МПа) |
σв(МПа) |
δ5(%) |
ψ% |
KCU(Дж / см2) |
| Отжиг 880-900°С. Закалка 860 °С, масло. Отпуск 600 °С, 3 ч |
20
200
300
400
500
550 |
540
520
500
430
390
240 |
670
630
630
530
410
260 |
21
20
12
20
19
21 |
75
74
70
75
86
82 |
274
216
211
181
142
— |
| Механические свойства прутка стали12ХН3А |
| ГОСТ |
Состояние поставки, режим термообработки |
Сечение,мм |
σ0,2(МПа)
|
σв(МПа) |
δ5(%) |
ψ% |
KCU(Дж / см2) |
НВ, не более |
| ГОСТ 4543-71 |
Закалка 860 °С, вода или масло.
Закалка 760-810 °С, вода или масло.
Отпуск 180 °С, воздух или масло |
15 |
685 |
930 |
11 |
55 |
88 |
— |
| |
Цементация 920-950 °С.
Закалка 800-820 °С, масло.
Отпуск 160-200 °С, воздух |
60 |
830 |
980 |
12 |
55 |
118 |
Поверхности
(59-64),
сердцевины
303 |
| 100 |
690 |
830 |
10 |
50 |
78 |
Поверхности
(57-63),
сердцевины
250 |
| Ударная вязкостьпрутков стали12ХН3Асечением 10 ммKCU, (Дж/см2) |
| Т=» +20 °С |
Т=» -40 °С |
Термообработка |
127
42 |
103
14 |
Закалка 850 °С, масло. Отпуск 200 °С, 1 ч HRCэ37
Газвая цементация 910 °С, 3 ч. Закалка 810 °С, масло. Отпуск 200 °С, 1 ч HRCэ58 |
| Механические свойства стали12ХН3Апри повышенных температурах |
| Температура испытаний, °С |
σ0,2(МПа) |
σв(МПа) |
δ5(%) |
ψ% |
KCU(кДж / м2) |
Образец диаметром 10 мм и длиной 50 мм, кованный и отожженный.
Скорость деформированя 5 мм/мин. Скорость деформации 0,002 1/с |
700
800
900
1000
1100
1200
1250 |
70
29
27
23
23
12
10 |
140
89
68
44
43
25
18 |
41
61
58
63
73
70
67 |
78
97
100
100
100
100
100 |
—
—
—
—
—
—
— |
| Предел выносливости стали12ХН3А |
σ-1, МПА
|
J-1, МПА
|
Термообработка |
| 382
338
382-461
441 |
—
230
216-255
245 |
σ0,2=»680 МПа,σв=960 МПа, НВ 322
σ0,2=610 МПа,σв=730 МПа, НВ 238
σв=690 МПа, n=106″
σв=»910 МПа |
| Прокаливаемость стали12ХН3А(ГОСТ 4543-71) |
| Расстояние от торца, мм |
Примечание |
| 1,5 |
3 |
4,5 |
6 |
7,5 |
9 |
12 |
15 |
21 |
27 |
Закалка 840 °С |
| 38,5-43 |
37-43 |
35-42 |
31,5-41 |
25-40,5 |
22-38,5 |
35 |
32 |
28,5 |
26,5 |
Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
| Количество мартенсита, % |
Критический диаметр в воде |
Критический диаметр в масле |
50
95 |
32-65
18-29 |
20-50
10-17 |
| Физические свойства стали 12ХН3А |
| T(Град) |
E 10— 5(МПа) |
a106(1/Град) |
l(Вт/(м·град)) |
r(кг/м3) |
C(Дж/(кг·град)) |
R 109(Ом·м) |
| 20 |
2 |
|
|
7850 |
|
|
| 100 |
|
11.8 |
31 |
7830 |
|
|
| 200 |
|
13 |
|
7800 |
|
|
| 300 |
|
14 |
|
7760 |
|
|
| 400 |
|
14.7 |
26 |
7720 |
528 |
|
| 500 |
|
15.3 |
|
7680 |
540 |
|
| 600 |
|
15.6 |
|
7640 |
565 |
|
Расшифровка марки стали12ХН3А:цифра 12 перед маркой стали говорит о том, что в ней содержится 1,2% углерода, Х — свидетельствует о небольшом содержании хрома менее 1,5%, а Н3 — о том что имеется никель в количестве 3%, буква А на конце обозначение сообщает, что это высококачественная чистая сталь с содержанием вредных серы и фосфора менее 0,025%. Таким образом перед нами легированная высококачественная сталь.
Цементация изделий из стали 12ХН3А в кипящем слое:на образцах из сталей 12ХН3А и 18Х2Н4ВА, цементированных по оптимальному режиму, были исследованы режимы дальнейшей термической обработки в целях создания полного цикла обработки в кипящем слое. По существующей технологии детали из этих сталей подвергают после цементации высокому отпуску, закалке и низкому отпуску.
Были изучены: 1) непосредственная закалка с цементационного нагрева в холодный (20° С) кипящий слой; 2) закалка в холодный кипящий слой с предварительным подстуживанием от температуры цементации 950 до 800° С; 3) закалка как отдельная операция после высокого отпуска.
Первые два режима не дали положительных результатов вследствие недопустимо большого количества остаточного аустенита: по первому режиму 70-75 и 16-18%, а по второму 19-25 и 7-9% соответственно для сталей 18Х2Н4ВА и 12ХНЗА. Поэтому более подробно был исследован третий режим.
Отпуск образцов стали 18Х2Н4ВА после цементации при 950° С в кипящем слое (4 ч) и керосином в печи Ц-105 (12 ч) проводили при 650° С в трех различных средах одинаковыми партиями по 30 шт.: в электропечи, в кипящем слое (на полупромышленной установке Турбомоторного завода) и в свинцовой ванне. Исследовали количество остаточного аустенита (на магнитометре Штейнберга), ударную вязкость и твердость в зависимости от времени выдержки. Распределение углерода после цементации в обоих случаях было практически одинаковым. С увеличением времени выдержки количество остаточного аустенита понижается, причем наиболее интенсивно в первые три часа отпуска. Ударная вязкость незначительно повышается, а твердость вначале несколько увеличивается в связи С распадом остаточного аустенита, а затем снижается. При повторном отпуске твердость, так же как и количество остаточного аустенита, снижаются с увеличением времени отпуска.
