Сталь 12ХН3А
Описание
Сталь 12ХН3А
Сталь 12ХН3А: марочник сталей и сплавов. Ниже представлена систематизированная информация о назначении, химическом составе, видах поставок, заменителях, температуре критических точек, физических, механических, технологических и литейных свойствах для марки — Сталь 12ХН3А.
Общие сведения стали 12ХН3А
Заменитель марки |
стали: 12ХН2, 20ХН3А, 25ХГТ, 12Х2Н4А, 20ХНР. |
Вид поставки |
Круг 12хн3а, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543–71, ГОСТ 2590–71, ГОСТ 2591–71, ГОСТ 2879–69, ГОСТ 10702–78. Калиброванный пруток ГОСТ 10702–78, ГОСТ 1051–73, ГОСТ 7417–75, ГОСТ 8559–75, ГОСТ 8560–78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955–77. Полоса ГОСТ 103–76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133–71. Трубы ГОСТ 21729–76, ГОСТ 8734–75, ГОСТ 9567–75. |
Применение |
Шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах. |
Химический состав стали 12ХН3А
Химический элемент |
% |
Кремний (Si) |
0.17−0.37 |
Марганец (Mn) |
0.30−0.60 |
Медь (Cu), не более |
0.30 |
Никель (Ni) |
2.75−3.15 |
Сера (S), не более |
0.025 |
Углерод (C) |
0.09−0.16 |
Фосфор (P), не более |
0.025 |
Хром (Cr) |
0.60−0.90 |
Механические свойства стали 12ХН3А
Механические свойства при повышенных температурах
t испытания,°C |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
Образцы диаметром 28−50 мм. Отжиг 880−900°С. Закалка 860 °C, масло. Отпуск 600 °C, 3 ч. |
20 |
540 |
670 |
21 |
75 |
274 |
200 |
520 |
630 |
20 |
74 |
216 |
300 |
500 |
630 |
12 |
70 |
211 |
400 |
430 |
530 |
20 |
75 |
181 |
500 |
390 |
410 |
19 |
86 |
142 |
550 |
240 |
260 |
21 |
82 |
|
Образец диаметром 10 мм и длиной 50 мм, кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин. Скорость деформации 0,002 1/с. |
700 |
70 |
140 |
41 |
78 |
|
800 |
29 |
89 |
61 |
97 |
|
900 |
27 |
68 |
58 |
100 |
|
1000 |
23 |
44 |
63 |
100 |
|
1100 |
23 |
43 |
73 |
100 |
|
1200 |
12 |
25 |
70 |
100 |
|
1250 |
10 |
18 |
67 |
100 |
|
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
t отпуска,°С |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
Заготовки диаметром 70 мм. Закалка 800 °C, масло. |
200 |
1270 |
1370 |
12 |
60 |
98 |
400 |
300 |
1130 |
1270 |
13 |
68 |
78 |
380 |
400 |
1080 |
1200 |
14 |
68 |
83 |
375 |
500 |
930 |
1030 |
19 |
70 |
118 |
280 |
600 |
670 |
730 |
24 |
75 |
167 |
230 |
Механические свойства в зависимости от сечения
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HRCэ |
Ложная лементация 910 °C, 9 ч. Закалка 810 °C, масло. Отпуск 200 °C, на воздухе |
10 |
1080 |
1220 |
13 |
60 |
157 |
35 |
15 |
780 |
980 |
16 |
65 |
152 |
32 |
20 |
730 |
880 |
16 |
70 |
165 |
30 |
25 |
640 |
830 |
20 |
70 |
192 |
28 |
Механические свойства прутка
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
KCU, Дж/м2 |
HB |
HRCэ |
Закалка 860 °C, вода или масло. Закалка 760−810°С, вода или масло. Отпуск 180 °C, 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 |
303 |
59−64 |
100 |
690 |
830 |
10 |
50 |
78 |
250 |
57−63 |
Технологические свойства стали 12ХН3А
Температура ковки |
Начала 1220, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101−300 мм — в яме. |
Свариваемость |
ограниченная. РДС, АДС под флюсом. |
Обрабатываемость резанием |
В горячекатаном состоянии при НВ 183−187 Kυ тв.спл. = 1.26, K υ б.ст. = 0.95. |
Склонность к отпускной способности |
склонна |
Флокеночувствительность |
чувствительна |
Температура критических точек стали 12ХН3А
Критическая точка |
°С |
Ac1 |
715 |
Ac3 |
773 |
Ar3 |
726 |
Ar1 |
659 |
Mn |
380 |
Ударная вязкость стали 12ХН3А
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
Состояние поставки, термообработка |
+20 |
-40 |
Пруток сечением 10 мм. Закалка 850 С, масло. Отпуск 200 С, 1 ч. HRCэ 37 |
127 |
103 |
Пруток сечением 10 мм. Газовая цементация 910 С, 3 ч. Закалка 810 С, масло. Отпуск 200 С, 1 ч. HRCэ 58. |
42 |
14 |
Предел выносливости стали 12ХН3А
σ-1, МПа |
τ-1, МПа |
n |
σB, МПа |
σ0,2, МПа |
Термообработка, состояниестали |
382 |
|
|
960 |
680 |
НВ 323 |
338 |
230 |
|
730 |
610 |
НВ 238 |
382−461 |
216−255 |
1Е+6 |
690 |
|
|
441 |
245 |
|
910 |
|
|
Прокаливаемость стали 12ХН3А
Закалка 840 С.
Расстояние от торца, мм / HRCэ |
1.5 |
3 |
4.5 |
6 |
7.5 |
9 |
12 |
15 |
21 |
27 |
38.5−43 |
37−43 |
35−42 |
31.5−41 |
25−40.5 |
22−38.5 |
35 |
32 |
28.5 |
26.5 |
Кол-во мартенсита, % |
Крит.диам. в воде, мм |
Крит.диам. в масле, мм |
50 |
32−65 |
20−50 |
95 |
18−29 |
10−17 |
Физические свойства стали 12ХН3А
Температура испытания,°С |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность стали, pn, кг/м3 |
7850 |
7830 |
7800 |
7760 |
7720 |
7680 |
7640 |
|
|
|
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) |
|
31 |
|
|
26 |
|
|
|
|
|
Температура испытания,°С |
20−100 |
20−200 |
20−300 |
20−400 |
20−500 |
20−600 |
20−700 |
20−800 |
20−900 |
20−1000 |
Коэффициент линейного расширения (a, 10−6 1/°С) |
11.8 |
13.0 |
14.0 |
14.7 |
15.3 |
15.6 |
|
|
|
|
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг ·°С)) |
|
|
|
528 |
540 |
565 |
|
|
|
|